apue《UNIX环境高级编程第三版》第二章答案详解

拼搏现实的明天。 2022-08-02 13:36 295阅读 0赞

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UNIX高级编程第二章习题答案：

2.1在2.8节中基本数据类型可以在多个文件中定义。例如，在FreeBSD 8.0中，size\_t在29个不同的文件中都有定义，由于一个程序可能包含这29个不同的头文件，在ISO C 却不允许对同一个名字进行多次typedef，那么如何编写这些头文件呢？

答：这个问题可以通过一段小代码来验证，先编写2-1.c代码如下，那么调换头文件的顺序会造成什么样的结果呢？

#include <stdio.h> 
 #include <unistd.h> 
 #include <stdlib.h> 
 #include "2-1-2.h"//把这两个.h文件调换已下会出现什么样的结果呢
 #include "2-1-1.h"
 #define i 8 
 int main()
 {
 
 printf("%d ",i);//这个地方打印的结果是什么，你可以试一试？？？？？
 printf("\n");
 return 0;
 }

下面可以编写两个.h文件，如下：

//2-1-1.h
 
 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 
 #ifndef i //采用的识#ifdef或者#ifndef的模式
 #define i 0
 #endif
 
 //2-1-2.h
 
 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 
 #ifndef i
 #define i 5
 #endif

这样设置一个检测的开开关，就可以解决多头文件重复typedef的问题了，如下：

#ifndef _MACHINE_TYPES_H_
 #define _MACHINE_TYPES_H_
 
 typedef int _int32_t;
 typedef unsigned int _uint32_t;
 
 .........
 
 typedef _uint32_t _size_t;
 
 .........
 
 #enddef

这样就可以避免重复定义了。

2.2检测系统的头文件。列出实现基本系统数据类型所用到的实际类型。

答:我所使用的系统为Ubuntu版本的Linux系统，而Linux内核的头文件放在/usr/include/linux/和/usr/include/sys/两个目录下，在我么编写程序的时候总会添加一个头文件那就是：

#include<sys/types.h>

那么我们就去看看这个头文件到底做了什么，在/usr/include/sys目录下，如下所示：

#ifndef _SYS_TYPES_H
 #define _SYS_TYPES_H  1
 
 #include <features.h>
  
 
 __BEGIN_DECLS
 
 #include <bits/types.h>
 
 #ifdef __USE_BSD
 # ifndef __u_char_defined
 typedef __u_char u_char;
 typedef __u_short u_short;
 typedef __u_int u_int;
 typedef __u_long u_long;
 typedef __quad_t quad_t;
 typedef __u_quad_t u_quad_t;
 typedef __fsid_t fsid_t;
 # define __u_char_defined
 # endif
 #endif
 。
 。
 。

但是这里面依然找不到，拿就要找他的头文件了：

<pre name="code" class="cpp">#include <features.h>//在目录 /usr/include 下用来定义和取消一些开关所用的，自己去查看

\#include <bits/types.h>//在目录 /usr/include/bits 下 
 那么就来看看bits下的types.h文件吧。如下：

<pre name="code" class="cpp">#include <features.h>
 #include <bits/wordsize.h>
  
 /* Convenience types.  */
 typedef unsigned char __u_char;
 typedef unsigned short int __u_short;
 typedef unsigned int __u_int;
 typedef unsigned long int __u_long;
  
 /* Fixed-size types, underlying types depend on word size and compiler.  */
 typedef signed char __int8_t;
 typedef unsigned char __uint8_t;
 typedef signed short int __int16_t;
 typedef unsigned short int __uint16_t;
 typedef signed int __int32_t;
 typedef unsigned int __uint32_t;
 #if __WORDSIZE == 64
 typedef signed long int __int64_t;
 typedef unsigned long int __uint64_t;
 #elif defined __GLIBC_HAVE_LONG_LONG
  __extension__ typedef signed long long int __int64_t;
 __extension__ typedef unsigned long long int __uint64_t;
 #endif
 。
 。
 。  
 #define __S16_TYPE    short int
 #define __U16_TYPE    unsigned short int
 #define __S32_TYPE    int
 #define __U32_TYPE    unsigned int
 #define __SLONGWORD_TYPE  long int
 #define __ULONGWORD_TYPE  unsigned long int
 #if __WORDSIZE == 32
 #define __SQUAD_TYPE   __quad_t
 #define __UQUAD_TYPE   __u_quad_t
 #define __SWORD_TYPE   int
 #define __UWORD_TYPE   unsigned int
 #define __SLONG32_TYPE   long int
 #define __ULONG32_TYPE   unsigned long int
 。
 。
 。

2.3改写图2-17中的程序，使其在sysconf为OPEN\_MAX限制返回LONG\_MAX时，避免进行不必要的处理。

答：尽然要修改程序，那就要先看看源程序的到底实现了什么，源码如下所示：

#include <stdio.h> 
 #include <limits.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <errno.h>
 
 #ifdef OPEN_MAX
 static long openmax = OPEN_MAX;//OPEN_MAX每个进程最大打开文件数，linux为1024
 #else
 static long openmax = 0;
 #endif
 
 /* If OPEN_MAX is indeterminate ,no gurante this is adequate */
 #define OPEN_MAX_GUESS 256
 
 long open_max(void)
 {
 	//其实if内的程序没有执行因为已经定义了OPEN_MAX，
            if(openmax == 0)
 		{
 			errno = 0;
 			if((openmax = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) < 0)//_SC_OPEN_MAX:每个进程最大打开文件数
 			 {
 				printf("1.openmax= %ld\n",openmax);
 				if(errno == 0)
 					openmax = OPEN_MAX_GUESS; /*it's indeterminate*/
 				else
 					printf("sysconf error for _SC_OPEN_MAX");
 			 }	
 		}
 	printf("2.openmax= %ld\n",openmax);
 
 return(openmax);
 }
 int main()
 {
 open_max();
 return 0;
 
 }//编译 gcc -o 2-17 2-17.c 然后运行

![Center][]

有三种情况：

1，一开时OPEN\_MAX是被定义过的，有值linux下为1024，此openmax一开始就被初始化为1024，这一样就直接运行第三个printf

2，假设初始化openmax为0，那结果会使怎样的呢，同样只会执行第三个printf，打印的结果没有变化，因为通过sysconf获取linux的OPEN\_MAX的值为1024，下面的if不成立，

if((openmax = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) < 0)//_SC_OPEN_MAX:每个进程最大打开文件数

那么就执行第三个printf

3，假设openmax被初始话为0，而通过sysconf函数获取的值小于0成立，那么就会执行地一个printf

printf("1.openmax= %ld\n",openmax);

此时就会查看errno的值，来确定是否为sysconf erro，那么问题来了当sysconf返回的值限制值LONG\_MAX时，怎么处理呢，这就是本题的答案，代码如下所示：

#include <stdio.h>
 #include <limits.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/resource.h>//rlimit的相关库，要不然会报未定义错误
 
 #define OPEN_MAX_GUESS 256
 
 
 long open_max(void)
 {
 long openmax;
 struct rlimit rl;
 if((openmax = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) < 0 || openmax == LONG_MAX)//_SC_OPEN_MAX:每个进程最大打开文件数
 {
 		 if(getrlimit(RLIMIT_NOFILE,&rl) < 0)//获取每个进程最大打开文件描述符数
 				 printf("1.can't get file limit ");
 if(rl.rlim_max == RLIM_INFINITY)
 				 openmax = OPEN_MAX_GUESS;
 else
 				openmax = rl.rlim_max;
 						 
 }
 		 printf("2.openmax == %ld \n",openmax);
 }
 int main()
 {
 open_max();
 return 0;
 }

如果OPEN\_MAX未确定或者大的出奇（即等于LONG\_MAX），那么可用getrlimit得到每个进程的最大打开文件描述符数。运行的结果如下：

![Center 1][]

[Center]: /images/20220731/2cf49f729e764c2786fe9b2d093c1e2b.png
[Center 1]: /images/20220731/173fd5da20584aea951bdee6fcdb5c5c.png