深入淺出C
前幾章一些值得注意的小細節
A && B表示「假如A執行成功的話，就執行B」$ gcc zork.c -o zork && ./zorkbreak不能 用來中斷if陳述式
誤用break去中斷if的後果可以看這裡（The 1990 AT&T Long Distance Network Collapse）串接指定
x = 4運算式本身也具有回傳值4
y = x = 4;把x和y都設定成4陣列變數當作指標使用
doses[3] == *(doses + 3) == *(3 + doses) == 3[doses]字串實字（String literals）永遠不能 被更新
指向字串實字的變數 不能 用來改變該字串的內容
char *cards = "JQK"; cards[2] = cards[1]; // 這不合法！！如果從字串實字重新建立一個陣列，就「能夠」 修改該陣列
char cards[] = "JQK"; cards[2] = cards[1]; // 合法！！
記憶體存儲器（位址由高至低）
名稱 用途 Stack（堆疊） 區域變數（local variables） Heap（堆積） 動態記憶體（dynamic memory） Globals（全域區段） 全域變數（global variables） Constants（常數區段） 唯讀 Code（程式碼區段） 唯讀 指標構成的陣列
char* name_for_dog[] = {"Bowser", "Bonza", "Snodgrass"};每個字串實字都會有一個指標指向他
|符號（管線）是將一個行程之標準輸出連結到另一個行程之標準輸入的符號$ (./bermuda | ./geo2json) < spooky.csv > output.json命令列選項（command-line option）
內容待補（P.149）struct指標表示法（t是指向struct的指標）
(*t).age、t->age
這兩個表達式表達同一件事strdup()函式能夠在 heap 某處重新產生該字串的完整副本char *copy = strdup(s);strdup()在string.h中，函式計算該字串多長，然後呼叫malloc()函式，在 heap 上配置正確數量的字元
第七章、函式進階
指向函式的指標
用法是回傳類型(*指標變數)(參數型別)
像這樣char** (*names_fn)(char*, int)舉個小小的例子
int (*wrap_fn)(int); wrap_fn = go_to_wrap_speed; //儲存go_to_wrap_speed()函式的位址 wrap_fn(4); //這就跟呼叫go_to_wrap_speed(4)函式一樣排序函式（sort function）與比較器函式（comparator function）
在stdlib.h裡面有一個qsort()函式，看起來長這樣qsort(void array, //指向陣列的指標 size_t length, //該陣列的長度 size_t item_size, //陣列裡每個元素的尺寸 int (*compar)(const void *, const void *)); //指向比較陣列裡頭兩個項目的函式示範的程式放在資料夾 qsort_with_comparator 裡面
函式指標陣列
用法是回傳類型(*指標變數[])(參數型別)void (*replies[])(response) = {dump, second_chance, marriage}; //陣列裡面存放指向函式的指標範例程式在 [mail_merge]() 裡面
可變參數函式（Variadic function）
直接來個範例：#include <stdarg.h> //處理可變參數函式的程式碼都在這 void print_ints(int args, ...) { //「...」被稱作「省略」（ellipsis），告訴你後面還有東西 va_list ap; //va_list 用來儲存要傳進你的函式的額外引數 va_start(ap, args); //va_start 指名可變動引數從哪裡開始 for(int i = 0; i < args; i++) printf("argument: %d\n", va_arg(ap, int)); //va_arg 接受兩個值：va_list 和下一個引數的「型別」 va_end(ap); //讀完之後記得要結束 } //call the function print_ints(3, 79, 101, 32); print_ints(2, 10, 2);小提示
va_end、va_start等東西實際上是巨集，不是函式- 至少要有一個固定參數
- 如果嘗試讀取比傳進來的還要多的引數，會發生隨機錯誤（random error）
第八章、動態與靜態程式庫
使用
-I選項來告訴編譯器去哪找標頭檔$ gcc -I/my_header_files test_code.c ... -o test_code這樣就可以直接用
#include<some_header.h>了（尖括號）收藏檔五四三
- 收藏檔包含
.o目的檔 用
nm指令檢視收藏檔的內容$ nm libl.a使用
ar命令建立收藏檔$ ar -rcs libhfsecutity.a encrypt.o checksum.or表示如果.a檔已經存在則更新c表示建立收藏檔而沒有回饋訊息s叫ar指令在.a檔案開頭處建立索引（index）- 收藏檔總是該命名為
lib<something>.a
編譯
$ gcc test_code.c -lhfsecutity -o test_codehfsecutity叫編譯器尋找名為libhfsecutity.a的收藏檔
如果收藏檔放在其他地方，用-L選項指名要搜尋哪些目錄$ gcc test_code.c -L/my_lib -lhfsecutity -o test_code-L旗標應該出現在gcc指令裡頭的原始碼檔案之後
- 收藏檔包含
動態程式庫
動態程式庫在執行時期（runtime）才被連結到程式在不同的作業系統上有不同的名稱
hfcal.dll（Windows 上的 MinGW）libhfcal.dll.a（Windows 上的 Cygwin）libhfcal.so（Linux 或 Unix）libhfcal.dylib（Mac）
備註：Linux 或 Unix 上的
so代表共用目的檔（shared object file），Mac 上的dylib代表動態程式庫（dynamic library）用
-shared旗標建立動態程式庫$ gcc -shared hfcal.o -o /libs/libhfcal.dylib
靜態與動態程式庫的範例分別在 [static-library]() 跟 [dynamic-library]() 裡面
第九章、行程與系統呼叫
system()函式
system()函式接受單一參數並執行，就像直接在命令列上輸入一樣，簡單又方便system("ls -l");但是
system()函式並不安全，有可能被住入（inject）程式碼片段，範例在 [unsafe_system_call]() 裡面
這個範例還有其他可能遇到的問題，詳情請洽第 403 頁exec()函式exec()函式透過執行某個程式來替換當前的行程
行程就是在記憶體裡執行的程式，作業系統用行程識別符（process identifier，PID）來追蹤每個行程exec()函式有很多不同版本，主要分成兩群，串列（list）函式跟陣列（array）函式- 串列（list）函式，接受參數串列的命令列引數：
- execl()
- execlp()：根據路徑（PATH）搜尋程式
- execle()：使用環境陣列的字串
- execl()
- 陣列（array）函式，如果命令列引數已經先存在串列裡面的話：
- execv()
- execvp()：根據路徑（PATH）搜尋程式
- execve()：使用環境陣列的字串
- execv()
看出規則了吧～～
範例在這，假如有一個檔案
dinner_info.c，內容如下：#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc, char *argv[]) { printf("Dinners: %s\n", argv[1]); printf("Juice: %s\n", getenv("JUICE")); //stdlib.h 裡的 getenv() 讓你讀取環境變數 return 0; }然後你執行：
//陣列的最後一個項目必須是 NULL char *my_env[] = {"JUICE=peach and apple", NULL}; //這裡需要 NULL 告訴函式沒有其他引數了 execle("dinner_info", "dinner_info", "4", NULL, my_env);結果會長這樣：
Dinners: 4 Juice: peach and apple
- 串列（list）函式，接受參數串列的命令列引數：
系統呼叫的錯誤處理
檢查錯誤的方法有很多：- 如果
exec()呼叫成功，當前程式便會停止執行，因此，假如程式在呼叫exec()之後還在執行任何工作，那一定是有問題 - 也可以檢查
exec()函式是否回傳-1 但這邊要介紹的是
errno變數errno變數是儲存在errno.h裡的全域變數，有一連串標準錯誤值：EPERM=1Operation not permittedENOENT=2No such file or directoryESRCH=3No such process- 還有另外一百多種錯誤，詳情可參見維基百科
因為
errno變數實際上只是數字，可以使用string.h裡的strerror()函式查詢標準錯誤訊息（就是那個數字代表的含意）：puts(strerror(errno)); //將錯誤數字轉換為錯誤訊息
相關的範例放在 [exec_error_handle]() 裡面
- 如果
fork()函式
fork()函式會複製你的行程，為當前行程產生完整副本
原先的行程被稱作父行程，新建立的副本叫做子行程呼叫
fork()的方法：pid_t pid = fork();pid_t的型態取決於作業系統，有些使用short，有些可能使用int
fork()回傳0的整數值給子行程，回傳正的整數值給父行程，父行程會收到子行程的行程識別符（PID）範例（在 [rssgossip]() 裡的 [newshound.c]()）：用
exec()呼叫 Python 程式讀取 RSS 檔案小整理
system()像控制台命令那樣執行字串fork()複製當前行程fork()+exec()建立子行程
第十章、行程間通訊（Interprocess communication）
檔案描述子是代表資料串流的數字
表格的前三個槽位（slot）總是相同- 槽位 0 是標準輸入
- 槽位 1 是標準輸出
- 槽位 2 是標準錯誤
使用
>及2>重導向標準輸出和標準錯誤$ ./myprog > output.txt 2> errors.log2代表描述子表格裡的標準錯誤數字也可以把標準錯誤重導向到與標準輸出相同的地方
$ ./myprog 2> &12>表示「重導向標準錯誤」&1表示「到標準輸出去」fileno()告訴你描述子
假如你讀了一個檔案FILE *my_file = fopen("Gguitar.mp3", "r");描述子表格（description table）變這樣
# 資料串流 在幹嘛 0 鍵盤 標準輸入 1 螢幕 標準輸出 2 螢幕 標準錯誤 3 資料庫連接 其他串流 4 guitar.mp3 檔案 我們讀進來的檔案在這 最後
int descriptor = fileno(my_file); //這會回傳 4dup2()複製資料串流waitpid()函式
在sys/wait.h標頭檔裡
有三個參數，像這樣用：waitpid(pid, pid_status, options);pid：就行程識別符pid_status：指向整數的指標（因為需要更新它），儲存行程的結束資訊（exit information）options：沒事的話設定 0 就好，代表等到該行程結束，欲知詳情，可用man waitpid查詢
以上三個函式的範例在 [rssgossip]() 裡的 [newshound2.c]()（改編前面的程式來的！）
用
pipe()連接行程
先來看看怎麼用int fd[2]; //The descriptors will be stored in this array. //You pass the name of the array to the pipe() function if (pipe(fd) == -1) { error("Can't create the pipe"); }其中，
fd[1]是資料的入口（寫入管線），fd[0]是資料的出口（可以從管線讀取）
注意一點是一個管線只能單向傳送資料串流，所以如果是子行程要傳送資料給父行程
在子行程中：close(fd[0]); //The child won’t read from the pipe, this will close the read end of the pipe. dup2(fd[1], 1); //The child then connects the write end to the Standard Output在父行程中：
dup2(fd[0], 0); //The parent connects the read end to the Standard Output. close(fd[1]); //This will close the write end of the pipe.詳細的範例在 [rssgossip]() 裡的 [new_opener.c]()（也是改編前面的程式來的）
信號（signal）
平常在終端機執行程式時，使用者鍵入Ctrl-C，程式便終止，實際上發生的流程如下：- 鍵入 Ctrl-C
- 作業系統傳送中斷信號
- 行程執行它的預設中斷處理器（interrupt handler），呼叫
exit()
每一種信號都有對應的信號處理器（signal handler），記錄在信號表格（signal table）中，信號處理器的內容可以用自己寫的程式碼取代
sigaction
sigaction是包含指向函式之指標的struct，用來告訴作業系統，當某個信號被送給行程時，他應該呼叫哪個函式
以下說明如何建立sigactionstruct sigaction action; //建立新動作 action.sa_handler = diediedie; //想要電腦呼叫的函式名稱，sigaction 包裹的函式稱作處理器 sigemptyset(&sction.sa_mask); //mask（遮罩）是過濾 sigaction 將處理之信號的機制，通常用空的就好 action.sa_flags = 0; //額外的旗標，平常沒事用 0 就好因為所有信號都只是整數值，自訂處理器函式（custom handler function）必須接受
int引數void diediedie(int sig) //sig 是處理器已經捕捉到的信號數字 { puts("Goodbye cruel world...\n"); exit(1); }sigaction以sigaction()註冊
用sigaction()函式來告訴作業系統我們剛剛建立的sigaction
sigaction()接受三個參數：sigaction(signal_no, &new_action, &old_action);- 信號數字：你想要處理的信號整數值
- 新動作：你想要註冊的
sigaction的位址 - 舊動作：沒事的話用
NULL就好 如果發生失敗，sigaction()會回傳 -1，並且設定errno變數
把它變得更容易使用一點，寫一個函式把這個過程包起來：
int catch_signal(int sig, void (*handler)(int)) //信號數字跟指向處理器函式的指標 { struct sigaction action; //建立 aciton action.sa_handler = handler; //將該 action 的處理器函式設定成傳進來的處理器函式 sigemptyset(&sction.sa_mask); //使用空的 mask action.sa_flags = 0; return sigaction(sig, &action, NULL); }用法像這樣：
catch_signal(SIGINT, diediedie);簡單的範例在 [signal_handle]() 裡的 [SIGINT_handle.c]()
常出現的信號與成因
SIGINT行程被中斷SIGQUIT有人要求形成停止，並且將記憶體傾瀉在 core dump 檔案中SIGFPE浮點數錯誤SIGTRAP偵錯器詢問行程在哪裡SIGSEGV行程試圖存取不合法的記憶體SIGWINCH終端視窗改變尺寸SIGTERM有人要求核心（kernal）殺掉行程SIGPIPE行程寫入沒有東西讀取的管線
使用
kill傳送訊號$ ps 77868 ttys003 0:00.02 bash 78222 ttys003 0:00.01 ./testprog$ kill 78222 #傳送 SIGTERM 給程式 $ kill -INT 78222 #傳送 SIGTINT 給程式 $ kill -SEGV 78222 #傳送 SIGSEGV 給程式 $ kill -KILL 78222 #傳送 SIGKILL 給程式，不能被忽略！！SIGKILL不能被程式碼捕捉，也不能被忽略，所以無論如何kill -KILL <pid>總是會殺掉你的程式用
raise()傳送信號
使用raise()命令可以讓行程把信號傳送給自己，像這樣：raise(SIGTERM);舉例來說，警示信號（alarm signal），SIGALARM，就是個常見的用法
警示信號通常由行程的定時器（interval timer）所建立，他將在未來的某個時間，觸發SIGALARM信號catch_signal(SIGALARM, pour_coffee); alarm(120); // 定時器每隔120秒觸發一次 do_important_busy_work(); do_more_busy_work();警示信號讓你進行多工（multitask）處理，假如你每隔幾秒就必需執行特定工作，或是想要限制花在某項工作的時間量，那警示信號就是讓程式打斷他自己的好方法
別同時使用 alarm() 跟 sleep()，因為他們使用相同的定時器，會互相干擾
重設及忽略信號
SIG_DFL表示預設的處理方式catch_signal(SIGTERM, SIG_DFL);SIG_IGN叫行程完全忽略信號catch_signal(SIGINT, SIG_IGN);
總結這部分的範例放在 [signal_handle]() 的 [signals_example.c]()
第十一章、Socket 與網路連接
協定是結構化的溝通與對話
如果要寫程式與網路交談，需要一種新類型的資料串流，叫做 Socket
#include <sys/socket.h> ... //listener_d 是該 socket 的描述子 int listener_d = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); //最後一個參數是協定數字 if(listener_d == -1) error("Can't open socket"); //這是之前我們寫的在伺服器能夠使用 socket 與客戶端交談之前，必須經歷四個階段：
- Bind（繫結埠口）
- Listen（偵聽）
- Accept（接受連接）
- Begin（開始交談） > 可以用四個單字單第一個字母 BLAB 來記憶
繫結（Bind）到某個埠口
#include <arpa/inet.h> //需要這個標頭建立網際網路位址 ... //下面四行表示「網際網路埠口30000」的埠口名稱 struct sockaddr_in name; name.sin_family = PF_INET; name.sin_port = (in_port_t)htons(30000); name.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); int c = bind(listener_d, (struct sockaddr *) &name, sizeof(name)); if(c == -1) error("Can't bind to socket");偵聽
if(listen(listener_d, 10) == -1) error("Can't listen");以 10 的長度呼叫
listen()表示同時間最多可以有 10 個客戶端試著連接伺服器，他們不會全部立即被回覆，但是他們可以等待，而第 11 個客戶端皆被告知伺服器「過於忙碌」。 >先來的先服務，所以客戶端是在佇列（queue）裡等待接受連接
//client_addr 會儲存有關連接上來之客戶端的細節資訊 struct sockaddr_storage client_addr; unsigned int address_size = sizeof(client_addr); int connect_d = accept(listener_d, (struct sockaddr *)&client_addr, &address_size); if(connect_d == -1) error("Can't open secondary socket");這個新的連接描述子（connect_d）是伺服器將使用的那個
開始對話
socket 並非典型的資料串流
socket 是雙向的，可以使用於輸入和輸出