Основы программирования в Linux

В тех случаях, когда внутренняя логика системы нуждается в подкреплении, X/Open предоставляет макрос

, применяемый для проверки правильности исходных данных и остановки выполнения программы в противном случае.

Макрос

вычисляет выражение и, если оно не равно нулю, выводит некоторую диагностическую информацию о стандартной ошибке и вызывает функцию для завершения программы.

Заголовочный файл assert.h определяет макросы в зависимости от определения флага

. Если определен во время обработки заголовочного файла, определяется по существу как ничто. Это означает, что вы можете отключить проверки заданных выражений во время компиляции, компилируя с опцией или вставив перед включением файла assert.h строку

в каждый исходный файл.

Этот метод применения порождает проблему. Если вы используете

во время тестирования, но отключите макрос в рабочем коде, в вашем рабочем коде может оказаться менее строгая проверка, чем применявшаяся в процессе его тестирования. Обычно макросы не оставляют включенными в рабочем коде — вряд ли вам понравится рабочий код, предоставляющий пользователю недружелюбное сообщение и останавливающий программу. Быть может, лучше написать свою отслеживающую ошибки подпрограмму, которая проверяет выражение, использовавшееся в макросе, но не нуждается в полном отключении в рабочем коде.

Вы также должны убедиться в том, что у выражения макроса

нет побочных эффектов. Например, если вы применяете вызов функции с побочным эффектом, этот побочный эффект не проявится в рабочем коде с отключенными макросами .

Выполните упражнение 10.2.

Далее приведена программа assert.c, определяющая функцию, которая должна принимать положительное значение. Она защищает от ввода некорректного аргумента благодаря применению макроса

.

После включения заголовочного файла assert.h и функции "квадратный корень", проверяющей положительное значение параметра, вы можете писать функцию

.

Теперь при выполнении программы вы увидите нарушение в макросе

при передаче некорректного значения. Точный формат сообщения о нарушении условия макроса assert в разных системах разный.

Как это работает

Когда вы попытаетесь вызвать функцию

с отрицательным числом, макрос даст сбой. Он предоставляет файл и номер строки, в которой нарушено условие и само нарушенное условие. Программа завершается прерыванием . Это результат вызова макросом .

Если вы перекомпилируете программу с опцией

, макрос не компилируется, и вы получаете (Not a Number, не число) — значение, указывающее на неверный результат при вызове функции из функции .

Некоторые более старые версии математической библиотеки генерируют исключение для математической ошибки, и ваша программа будет остановлена с сообщением "Floating point exception" ("Исключение для числа с плавающей точкой") вместо возврата NaN.

Устранение ошибок использования памяти

Распределение динамической памяти — богатый источник ошибок, которые трудно выявить. Если вы пишете программу, применяющую функции

и для распределения памяти, важно внимательно следить за блоками, которые вы выделяете, и быть уверенным в том, что не используется блок, который вы уже освободили.

Обычно блоки памяти выделяются функцией

и присваиваются переменным-указателям. Если переменная-указатель изменяется, и нет других указателей, указывающих на блок памяти, он становится недоступным. Это утечка памяти, вызывающая увеличение размера программы. Если вы потеряете большой объем памяти, скорость работы вашей системы, в конце концов, снизится, и система уйдет за пределы памяти.

Если вы записываете в область, расположенную после конца выделенного блока (или перед началом блока), вы с большой долей вероятности повредите структуры данных, используемые библиотекой malloc, следящей за распределением памяти. В этом случае в какой-то момент времени вызов

или даже приведет к нарушению сегментации, и ваша программа завершится аварийно. Определение точного места возникновения сбоя может оказаться очень трудной задачей, поскольку нарушение могло возникнуть задолго до события, вызвавшего аварийное завершение программы.

Неудивительно, что существуют коммерческие и бесплатные средства, способные помочь в решении проблем этих двух типов. Например, есть много разных версий функций

и , которые содержат дополнительный код для проверки выделения и освобождения блоков памяти и пытаются учесть двойное освобождение блока и другие типы неправильного использования памяти.