モバイルプログラミング第３回Ｃプログラミングの基礎（２）

モバイルプログラミング第３回Ｃプログラミングの基礎（ ２）

前回まで：microshell #include <stdio.h> char command[80]; char *prompt="% "; main() { printf("%s", prompt); while(scanf("%s", command) != EOF){ if(fork() == 0){ execl(command, command,0); }else{ wait(0); } printf("%s", prompt); } }

前回の課題 • 課題1. lsコマンドを呼び出して実行できるようにしよう。 Hint. %/bin/ls と実行すれば実行できますが、 %ls だけでは実行できません。パスをサーチするには? execl ⇒ execlp • 課題2. 知らないコマンドがでたらエラーを返すようにしよう。 Hint.大抵のシステムコール・関数は正常に実行できたかどうか確認するため返り値という値を返します。 if( ( execlp(command, command, 0) ) <0 ) printf(“error\n”);等 • 課題3. ls -lやcatコマンドのように、第2引数を処理するようにしよう。第２引数をchar ＊argv[]等に入れて execvp(argv[0], argv)のようにする

解答例 #include <stdio.h> char *prompt="% "; char *argv[20], input[80]; main() { printf("%s", prompt); while( fgets(input, sizeof(input), stdin) != NULL ){ if(fork() == 0){ /* inputを空白で分割し“ls -l” ⇒ “ls” “-l” argvに格納する */ if(execvp(argv[0], argv)<0) perror(argv[0]); }else{ wait(0); } printf("%s", prompt); } }

傾向 • 第３課題でつまるケースが多かった char ＊argv[]を整える方法 • 応用ではcdやパイプを実装するケースが多かった

今日やること 関数ポインタ配列文字列演習はこれらを応用した文字列分割とヒストリー機能

返り値（戻り値）の型 出力関数名引数の型と名前入力関数とは頻繁に使うコードをまとめたもの intfunc(int a, char b){ … }

関数の定義 intadd(int a, int b){ int num; num = a+b; return num; } 関数はreturnで正しい型の返り値を返さないといけない呼び出し側が得られる唯一の結果

関数の宣言と呼び出し • int型以外の返り値を持つ関数は、変数同様宣言する必要がある void func(int a, char b); main(){ func(x, y); } voidfunc(int a, char b){ … } 宣言宣言が無いとimplicit(暗黙に)intを返すと解釈する定義は別の場所でできる

返り値 • int型の返り値は定義で省略しても良い main(){… }　等 • 返り値は呼び出し側が無視してもOK 単にexecvp(…); 等と呼び出して良い (intが返ってるけど)

引数関数への入力 main(){ func(x, y); } x, y 実引数（呼び出し側） intfunc(int a, int b){ … } a, b 仮引数（呼び出され側）どんな値が渡されるか分からないから　「仮」

関数への引数の渡し方 • 値渡し　call-by-value • ポインタ(アドレス)渡し ① func(int a){…} ② func(int ＊a){…} 複製値ポインタ値値関数関数

ポインタ これまでに利用した関数 From jman page • int execlp(const char *file, const char *arg, ...); • int execvp(const char *file, char *const argv[]); • int scanf(const char *format, ...); • char *strcpy(char *dest, const char *src); …(ピリオド三つ)は可変個の引数を表す constはその変数の値が変更されないことを保証する

ポインタ 変数が入っているメモリ番地を表す変数値ポインタ変数メモリ値２ 6 0番地 1番地 6 a 2番地 int a; int ＊a_ptr; 3番地 …

＊と＆ • 宣言 int ＊a_ptr; • 使い方 a_ptr　＝　＆a; ＊a_ptr　＝　６; 宣言内の＊は変数がポインタであることを表す＆でアドレスを取得＊はポインタが指している中身を表す

ポインタと中身の関係 int a; int ＊b; 代入不可 a b &a 代入できる b ＊b 代入できる a ＊b 代入不可 &a

ポインタと引数 　値渡し　call-by-value 　ポインタ(アドレス)渡し ② func2(int ＊a){ a = “abc”; } ① func1(int a){ return a++; } 実際にaは渡さない実際にaを処理できる

具体例 main(){ int a, b; int *a_ptr; b = func1(a); func2(a_ptr) } aの複製が渡され、値が返る a_ptrの指す中身が直接処理される、配列などでよく使われる

それぞれの違い • 値渡し長所：　渡した値に何されても平気短所：　適切な値をreturnし、処理しないといけない • ポインタ渡し長所：　関数内で全て処理が行われるから便利　　　配列を渡す場合は必然短所：　変数の中身が変更される可能性がある

ポインタの型 • ポインタは型を持つ a_ptrは特定の型の変数を指し＊a_ptrはその型の中身を持つ Int, char, long…それぞれのポインタは異なる

ポインタの出力 • printf(“%x”, ptr); 16進数(Hexadecimal) 例：22f064 • printf(“%p”, ptr); アドレスを出力出力例：0x22f064

ポインタの例 ポインタとして宣言 main() { int num = 3; int ＊num_ptr; num_ptr = &num; ＊num_ptr = 6; printf("%d\n", num); printf(“%d\n”, ＊num_ptr); printf("%x\n", num_ptr); } numのアドレスをnum_ptrに代入出力結果 $./a.exe 6 6 22f06c $ num_ptrが指す値（=num）

ポインタの初期化 int ＊a_ptr = &a;// アドレスの取得 int a[10]; Int ＊a_ptr = a;// 配列の名前 Int ＊a_ptr = &a[2];// 要素のアドレス初期化していないポインタを使うと多くの場合エラーになる

… 配列 a[0] x a[1] y 複数の要素を持つ変数 char a[3]; int num[20]; int num[10][10]…; a = { x, y, z }; num = { {1, 2, 3, …, 10} , {1,2, 3, …, 10} } a[2] z …

配列の名前とポインタ • 実際は最初の要素を指すポインタ • int ＊a[10]　なら a == &a[0] 配列の名前の実体はポインタ a[0] a

関数への受け渡し • 配列として受け渡せない • 配列名（ポインタ）を渡す Int buf[20]; func(buf); intfunc(int ＊num){ } char a[3]; char b[3]; strcat(a, b); 要素数などを渡す手段が必要文字列の場合終端記号\0で終わりを判別

execlでの例 int execl(const char *path, const char *arg, ...); char command[80]; main() { … execl(command, command,0); … 配列の名前なので渡せている

多次元配列とポインタの配列 • 多次元配列： num[2][3] • ポインタの配列： char ＊argv[6] 配列多次元配列全ての要素がポインタ配列

それぞれ関数への受け渡し ポインタが渡るように注意する execvpなどはポインタの配列を引数に取る int execvp(const char *file, char *const argv[]); execvp(argv[o], argv); sum(num[1]); int sum(int ＊num){ for(;;) total += num[i]; return total; }

配列とポインタへの演算 ポインタには加算と減算ができる a_ptr-1 a_ptr a_ptr+1 値を出すときは＊（a_ptr+1）＊a_ptr+1だと中身に１が加わってしまう

加算の例 文字列の中から特定の文字を探す char buf[80]; char ＊ptr = buf; while(＊(ptr++)!=‘文字’) ; ptrが文字を指した状態でループを抜けるポインタの初期化値を取り出し比較

加算の例２ 配列のx番目の要素は名前＋x a[0] char a[6]; char ＊ptr = a a[1] a[2] a[3] a[4] a+4 a[5]

a b c \0 文字列 charの配列として扱われる • 連続した文字の並び • ヌル文字（\0）で終わる例

a b c \0 宣言 char ＊buf = “abc”; bufはこの要素へのポインタ

‘　’ と “　” の違い • “a”は 01100001 00000000に自動変換される • ‘a’は 01100001 • 終端記号　‘\0’ は8つの0

文字列の検査 char ＊buf= “abc\0xyz”; char ＊ptr = buf, ＊ptr2; While(＊（ptr++） ) ; ptr2 = ptr; printf(“%s”, ptr2); 出力結果はxyzになる ‘\0’は偽なので、文字列の終端で自動的にwhileを抜ける

strlenとsizeof • strlen: 最初の\0までの長さ • sizeof：オブジェクトの大きさを求めるのに使う char ＊buf a b c \0 x y z \0 strlen(buf) == 3 sizeof(buf) == 8

文字列の取得 char *fgets(char *s, int size, FILE *stream); char buf[80]; … fgets(buf, sizeof(buf), stdin); buf[strlen(buf) -1] = '\0'; 改行文字も読んでしまうのでその前で終端させる buf a b c \n \0

今日の演習 • 課題１　一行の入力を空白で分割し、char *argv[n]に格納する関数split(名前はなんでも良い)をつくろう。ただし、ポインタと文字列(終端記号)の性質を利用すること。 • 課題２　実行したコマンドを配列に保存し、特定のキーを押したら過去のコマンドのリストを表示、実行できる機能(ヒストリー)をmicroshellに付加しよう。 % h 0) ls 1) ls -l 2) gcc mshell.c % 0 a.exe mshell.c %

モバイルプログラミング第３回 Ｃプログラミングの基礎（ ２ ）