C語言編程常見問題解答  
 

 
發(fā)表日期：2003年11月22日    作者：C語言之家整理  已經(jīng)有2500位讀者讀過此文 
 


                                  第20章  雜項(Miscellaneous)


    本書試圖覆蓋有關(guān)C語言編程的每一個重要主題，并且希望所介紹的內(nèi)容都是有用的和可以理解的。但是，在這樣一本簡潔的書中，是不可能介紹象計算機這樣復雜的事物的每一個側(cè)面的。因此，本章將討論其它章中還未涉及到的一些雜項問題，并給出答案。

    20．1 怎樣獲得命令行參數(shù)：
    每當你運行一個DOS或Windows程序時，都會生成一個程序段前綴(Program SegmentPrefix，簡稱PSP)。當DOS程序的裝入程序把程序復制到RAM中來執(zhí)行時，它先把256個字節(jié)分配給PSP，然后把可執(zhí)行代碼復制到緊接著PSP的內(nèi)存區(qū)域中。PSP中包含了DOS為了執(zhí)行一個程序所需要的各種各樣的信息，其中的一部分數(shù)據(jù)就是命令行。PSP中偏移量為128
的那個字節(jié)中存放著命令行中的字符個數(shù)，接下來的127個字節(jié)中存放著命令行本身。這也正是DOS把你能在其提示行中輸入的字符個數(shù)限制在127個之內(nèi)的原因——因為它為命令行分配的存儲空間只有那么多。遺憾的是，PSP的命令行緩沖區(qū)中并沒有存放可執(zhí)行程序的名字——而只存放著在可執(zhí)行程序名后鍵入的字符(包括空格符)。例如，如果你在DOS提示行中鍵入以下命令：
    XCOPY AUTOEXEC.BAT  AUTOEXEC.BAK
    假設(shè)XCOPY．EXE存放在c驅(qū)動器的DOS目錄下，則XCOPY．EXE的PSP命令行緩沖區(qū)中將包含以下信息：
    AUTOEXEC.BAT  AUTOEXEC.BAK
    注意，命令行中緊接著"XCOPY"的空格符也被復制到PSP的緩沖區(qū)中。
    除了不能在PSP中找到可執(zhí)行程序名外，PSP還有一個不足之處——在命令行中能看到的對于輸出或輸入的重定向，在PSP的命令行緩沖區(qū)中是無法看到的，也就是說，你無法從PSP中得知你的程序是否被重定向過。
    到現(xiàn)在為止，你應該熟悉在C程序中可以通過argc和argv來獲取一些有關(guān)信息，但是，這些信息是怎樣從DOS的裝入程序傳給argv指針的呢?這是由程序的啟動代碼來完成的。啟動代碼在main()函數(shù)的第一行代碼之前被執(zhí)行，在其執(zhí)行期間，它調(diào)用一個名為__setargv()的函數(shù)，把程序名和命令行從PSP和DOS環(huán)境中復制到mai‘n()函數(shù)的argv指針所指向的緩沖區(qū)中。你可以在xLIBCE．LIB文件中找到_setargv()函數(shù)，對于Small，Medium和Large這三種存儲模式，這里的“x”分別為“S”，“M”和“L”。在生成可執(zhí)行程序時，上述庫文件會自動被連接進來。除了復制argv參數(shù)的內(nèi)容外，c的啟動代碼還要完成其它一些工作。當啟動代碼執(zhí)行完畢后，main()函數(shù)中的代碼就開始執(zhí)行了。
    在DOS中的情況是這樣的，那么在Windows中的情況又是怎樣的呢?實際上，在Windows中的情況大致上和在DOS中的一樣。當執(zhí)行一個Windows程序時，與DOS的裝入程序一樣，Windows的裝入程序也會建立一個PSP，其中包含了與DOS的PSP中相同的信息。主要的區(qū)別是此時命令行被復制到lpszCmdLine參數(shù)中，它是WinMain()函數(shù)的參數(shù)表中的第三個(也是倒數(shù)第二個)參數(shù)。在Windows C的xLIBCEW．LIB庫文件中包含了啟動函數(shù)setargv()，它負責把命令行信息復制到lpszCmdLine緩沖區(qū)中。同樣，這里的“x”也表示程序所使用的存儲模式。在Quick c中，函數(shù)_setargv()包含在庫文件xLIBCEWQ．LIB中。
    盡管DOS程序和Windows程序的命令行信息的管理方式基本相同，但是傳給你的C程序的命令行的格式在安排上稍有不同。在DOS中，啟動代碼獲得以空格符為分隔符的命令行后，就把每個參數(shù)轉(zhuǎn)換為其自身的以NULL為終止符的字符串。因此，你可把argv原型化為一個指針數(shù)組(char* argv[])，并通過從O到n這些下標值來訪問每個參數(shù)，其中n等于命令行中的參數(shù)個數(shù)減去1。你也可以把argv原型化為一個指向指針的指針(char **argv)，并通過增減argv的值來訪問每一個參數(shù)。
    在Windows中，傳給c程序的命令行是一個LPSTR類型或char_far*類型，其中的每一個參數(shù)都用空格符隔開，就象你在DOS提示行中鍵入這些字符后所看到的那樣(實際上，在Windows中不可能真正鍵入這些字符，而是通過雙擊應用程序圖標這樣的方式來啟動一個程序)。為了訪問Windows命令行中的各個參數(shù)，你必須人工地訪問lpszCmdLine所指向的存儲區(qū)，并分隔存放在該處的參數(shù)，或者使用strtok()這樣的函數(shù)，每次處理一個參數(shù)。
    如果你富于探索精神，你可以仔細地研究PSP本身，并從中獲取命令行信息。為此，你可以像下面這樣來使用DOS中斷21H(此處使用Microsoft C)：
# include <stdio. h>
# incIude <dos. h>
main(int argc,char **argv)
{
      union REGS regs ;                  / * DOS register access struct * /
      char far * pspPtr;                 / * pointer to PSP * /
      int cmdLineCnt;                    / *num of chars in cmd line * /
      regs. h. ah=0x62;                  /*use DOS interrupt 62 *;
      int86(0x21 ,&regs,&egs) ;          / *call DOS * /
      FP-SEG(pspPtr) =regs. x. bx ;      / *save PSP segment * /
      FP_OFF(pspPtr)=0xS0;               / * set pointer offset * /
      / * * pspPtr now points to the command-line count byte * /
      cmdLineCnt== * pspPtr ;
    需要注意的是，在Small存儲模式下，或者在只有一個代碼段的匯編程序中，由DOS返回到BX寄存器中的值就是程序代碼段的地址值；在Large模式的c程序中，或者在多個代碼段的匯編程序中，所返回的值是程序中包含PSP的那個代碼段的段地址值。如果你已經(jīng)建立了一個指向這個數(shù)據(jù)的指針，你就可以在程序中使用這個數(shù)據(jù)了。

    請參見：
    20．2 程序總是可以使用命令行參數(shù)嗎?

    20．2 程序總是可以使用命令行參數(shù)嗎?
    今天，通常你可以認為你的程序可以使用命令行參數(shù)。但是，在DOS 2．O版以前，存儲在PSP中的命令行信息與現(xiàn)在稍有不同(它不能從命令行中分離出輸入或輸出重定向數(shù)據(jù))，而
且由argv[O]所指向的數(shù)據(jù)中并不一定包含可執(zhí)行程序的路徑名。直到DOS發(fā)展到3．o版，它才提供了(或者說至少公開了)用來檢索PSP的中斷62H。因此，你至少可以認為，在運行DOS3．0或更高版本的PC上，你的程序總是可以獲得命令行參數(shù)的。
    如果你的程序運行在DOS 3．0或更高的版本下，你基本上就可以任意處理命令行參數(shù)了，因為這些信息已存入棧中供你使用。顯然，適用于棧中數(shù)據(jù)的常規(guī)的數(shù)據(jù)操作規(guī)則同樣也適用于存入棧中的命令行參數(shù)。然而，如果你的編譯程序不提供argv參數(shù)，例如當你用匯編語言或者某種不提供argv參數(shù)的編譯程序編寫程序時，真正的問題就出現(xiàn)了。在這種情況下，你將不得不自己找出檢索命令行參數(shù)的方法，而使用DOS中斷62H就是一種很方便的方法。
    如果你要用DOS中斷62H來檢索指向命令行的指針，你必須明白該指針所指向的數(shù)據(jù)是供DOS使用的，并且正在被DOS使用。盡管你可以檢索這些數(shù)據(jù)，但你不可以改變它們。如果在程序中需要隨時根據(jù)命令行參數(shù)作出決定，那么在使用這些數(shù)據(jù)之前應該先把它們復制到一個局部緩沖區(qū)中，這樣就可以隨意處理這些數(shù)據(jù)，而不用擔心會與DOS發(fā)生沖突了。實際上，這種技巧同樣適用于帶argv參數(shù)的c程序。位于main()函數(shù)之外的函數(shù)需要使用命令行參數(shù)的情況并不少見，為了使這些函數(shù)能引用這些數(shù)據(jù)，main()函數(shù)必須把這些數(shù)據(jù)存為全局型，或者通過(再次)入棧把它們傳遞給需要使用它們的函數(shù)。因此，如果你想使用命令行參數(shù)，一種好的編程習慣就是把它們存入一個局部緩沖區(qū)中。

    請參見：
    20．1  怎樣獲得命令行參數(shù)?

    20．3 “異常處理(exception handling)”和“結(jié)構(gòu)化異常處理(structured exception handling)”有什么區(qū)別?
    總的來說，結(jié)構(gòu)化異常處理和異常處理之間的區(qū)別就是Microsoft對異常處理程序在實現(xiàn)上的不同。所謂的“普通”C++異常處理使用了三條附加的c++語句：try，catch和throw。這些語句的作用是，當正在執(zhí)行的程序出現(xiàn)異常情況時，允許一個程序(異常處理程序)試著找到該程序的一個安全出口。異常處理程序可以捕獲任何數(shù)據(jù)類型上的異常情況，包括C++類。這三條語句的實現(xiàn)是以針對異常處理的ISO WG21／ANSI X3J16 C++標準為基礎(chǔ)的，Microsoft C++支持基于這個標準的異常處理。注意，這個標準只適用于C++，而不適用于C。
    結(jié)構(gòu)化異常處理是Microsoft c／c++編譯程序的一種功能擴充，它的最大好處就是它對C和C++都適用。Microsoft的結(jié)構(gòu)化異常處理使用了兩種新的結(jié)構(gòu)：try—except和try-finally。這兩種結(jié)構(gòu)既不是ANSI c++標準的子集，也不是它的父集，而是異常處理的另一種實現(xiàn)(Microsoft會繼續(xù)在這方面努力的)。try—except結(jié)構(gòu)被稱為異常處理(exception handling)，tryfinally結(jié)構(gòu)被稱為終止處理(termination handling)。try—except語句允許應用程序檢索發(fā)生異常情況時的機器狀態(tài)，在向用戶顯示出錯信息時，或者在調(diào)試程序時，它能帶來很大的方便。在程序的正常執(zhí)行被中斷時，try—finally語句使應用程序能確保去執(zhí)行清理程序。盡管結(jié)構(gòu)化異常處理有它的優(yōu)點，但它也有缺點——它不是一種ANSI標準，因此，與使用ANSI異常處理的程序相比，使用結(jié)構(gòu)化異常處理的程序的可移植性要差一些。如果你想編寫一個真正的C++應用程序，那么你最好使用ANSI異常處理(即使用try，catch和throw語句)。

    20．4 怎樣在DOS程序中建立一個延時器(delay timer)?
    我們這些程序員很幸運，因為Microsoft公司的專家認為建立一個獨立于硬件的延時器是一個好主意。顯然，這樣做的目的在于，無論程序運行在什么速度的計算機上，都可產(chǎn)生一段固定的延遲時間。下面的程序說明了如何在DOS中建立一個延時器：
# include <stdio. h>
# include %dos. h>
# include <stdlib. h>
void main(int argc,char ** argv)
{
      union REGS regs:
      unsiged long delay;
      delay = atoI(argv[1]) ;        / * assume that there is an argument * /
      / * multiply by 1 for microsecond-granularity delay * /
      / * multiply by 1000 for millisecond-granularity delay * /
      / * multiply by 1000000 for second-granularity delay * /
      delay * =1000000;
      regs. x. ax = 0x8600 ;
      regs. x. cx= (unsigned int )((delay & 0xFFFF0000L)>>16) ;
      regs. x. dx = (unsigned int ) (delay & 0xFFFF)
      int86 (0x15, &regs, &regs) ;
}
    上例通過DOS中斷15H的86H功能來實現(xiàn)延時，延遲時間以微秒為單位，因此，上述延時程序認為你可能要使用一個非常大的數(shù)字，于是它分別用CX和DX寄存器來接受延時值的高16位和低16位。上述延時程序最多可以延時49．億微妙---大約等于1.2小時。
    上例假設(shè)延時值以微秒為單位，它把延時值乘以一百萬，因此在命令行中可以輸入以秒為單位的延時值。例如，“delay 10”命令將產(chǎn)生10秒的延時。

    請參見：    
    21．2 怎樣在Windows程序中建立一個延時器?

    20．5 Kernighan和Ritchie是誰?
    Kernighan和Ritchie是指Brian w．Kernighan和Dennis M．Ritchie兩人，他們是《C程序設(shè)計語言(The C Programming Language)》一書的作者。這是一本廣為人知的書，許多人都親切地稱之為“K&R手冊”、“白皮書”、“K&R圣經(jīng)”或其它類似的名字。這本書最初是由Prentice—Hall于1978年出版的。Dennis為運行在DEC PDP-11主機上的UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)了c程序設(shè)計語言。70年代初，Dennis和Brian都在AT&T Bell實驗室工作，c和“K&R手冊”就是在那時推出的。從某種意義上來講，C是以Ken Thompson于1970年所寫的程序設(shè)計語言和Martin Richards于1969年所寫的BCPL語言為模型的。

    20．6 怎樣生產(chǎn)隨機數(shù)?
    盡管在計算機中并沒有一個真正的隨機數(shù)發(fā)生器，但是可以做到使產(chǎn)生的數(shù)字的重復率很低，以至于它們看起來是隨機的。實現(xiàn)這一功能的程序叫做偽隨機數(shù)發(fā)生器。
    有關(guān)如何產(chǎn)生隨機數(shù)的理論有許多，這里不討論這些理論及相關(guān)的數(shù)學知識。因為討論這一主題需要整整一本書的篇幅。這里要說的是，不管你用什么辦法實現(xiàn)隨機數(shù)發(fā)生器，你都必須給它提供一個被稱為“種子(seed)”的初始值，而且這個值最好是隨機的，或者至少是偽隨機的。“種子”的值通常是用快速計數(shù)寄存器或移位寄存器來生成的。
    在本書中，筆者將介紹c語言所提供的隨機數(shù)發(fā)生器的用法。現(xiàn)在的c編譯程序都提供了一個基于一種ANSI標準的偽隨機數(shù)發(fā)生器函數(shù)，用來生成隨機數(shù)。Microsoft和Borland都是通過rand()和srand()函數(shù)來支持這種標準的，它們的工作過程如下：
    (1)首先，給srand()提供一個“種子”，它是一個unsignde int類型，其取值范圍是從0到65,535 ;
    (2)然后，調(diào)用rand()，它會根據(jù)提供給srand()的“種子”值返回一個隨機數(shù)(在0到32，767之間)；
    (3)根據(jù)需要多次調(diào)用rand()，從而不斷地得到新的隨機數(shù)；
    (4)無論什么時候，你都可以給srand()提供一個新的“種子”，從而進一步“隨機化"rand()的輸出結(jié)果。
    這個過程看起來很簡單，問題是如果你每次調(diào)用srand()時都提供相同的“種子”值，那么你將會得到相同的“隨機”數(shù)序列。例如，在以17為“種子”值調(diào)用srand()之后，在你首次調(diào)用rand()時，你將得到隨機數(shù)94；在你第二次和第三次調(diào)用rand()時，你將分別得到26，602和30，017。這些數(shù)看上去是相當隨機的(盡管這只是一個很小的數(shù)據(jù)點集合)，但是，在你再次以17為“種子”值調(diào)用srand()之后，在對rand()的前三次調(diào)用中，所得到的返回值仍然是94、
26，602和30，017，并且此后得到的返回值仍然是在對rand()的第一批調(diào)用中所得到的其余的返回值。因此，只有再次給srand()提供一個隨機的“種子”值，才能再次得到一個隨機數(shù)。
    下面的例子用一種簡單而有效的辦法來產(chǎn)生一個相當隨機的“種子”值——當天的時間值。
# include <stdlib. h>
# include <stdio. h>
# include <sys/types. h>
# include <sys/timeb. h>
void main (void)
{
     int i ;
     unsigned int seedVal;
     struct_timeb timeBuf ;
      _ftime (&timeBuf) ;
      seedVal = ( ( ( ( (unsigned int)timeBuf, time & 0xFFFF) +
                       (unsigned int)timeBuf, millitm) ^
                       (unsigned int)timeBuf, millitm) ;
     srand ((unsigned int)seedVal) ;
     for(i=O;i<lO;++i)
          printf (" %6d\n" ,rand ( ) ) ;
}
    上例先是調(diào)用_ftime()來檢索當前時間，并把它的值存入結(jié)構(gòu)成員timeBuf．time中，當前時間的值從1970年1月1日開始以秒計算。在調(diào)用了_ftime()之后，在結(jié)構(gòu)timeBuf的成員millitm中還存入了在當前那一秒已經(jīng)度過的毫秒數(shù)，但在DOS中這個數(shù)字實際上是以百分之一秒來計算的。然后，把毫秒數(shù)和秒數(shù)相加，再和毫秒數(shù)進行一次異或運算。你可以對這兩個結(jié)構(gòu)成員施加更多的邏輯運算，以控制seedVal的取值范圍，并進一步加強它的隨機性，但上例所用的邏輯運算已經(jīng)足夠了。
    注意，在前面的例子中，rand()的輸出并沒有被限制在一個指定的范圍內(nèi)，假設(shè)你想建立一個彩票選號器，其取值范圍是從1到44。你可以簡單地忽略掉rand()所輸出的在該范圍之外的值，但這將花費許多時間去得到所需的全部(例如6個)彩票號碼。假設(shè)你已經(jīng)建立了一個令你滿意的隨機數(shù)發(fā)生器，它所產(chǎn)生的隨機數(shù)據(jù)范圍是從0到32，767(就象前文中提到過的那樣)，而你想把輸出限制在1到44之間，下面的例子就說明了如何來完成這項工作：
int i ,k ,range ;
int rain, max ;
double j ;
min=1;                               /* 1 is the minimum number allowed */
max=44;                              /* 44 is the maximum number allowed * /
range=max-min;                      / * r is the range allowed; 1 to 44 * /
i=rand();                             /* use the above example in this slot * /
/ * Normalize the rand() output (scale to 0 to 1) * /
/ * RAND_MAX is defined in stdlib, h * /
j= ((double)i/(double)RAND_MAX) ;
/ * Scale the output to 1 to 44 * /
i= (int)(j * (double)range) ;
i+ =min;
  上例把輸出的隨機數(shù)限制在1到44之間，其工作原理如下：
    (1)得到一個在O到RAND_MAX(32，767)之間的隨機數(shù)，把它除以RAND_MAX，從而產(chǎn)生一個在0到1之間的校正值；
    (2)把校正值乘以所需要的范圍值(在本例中為43，即44減去1)，從而產(chǎn)生一個在O到43之間的值；
    (3)把該值和所要求的最小值相加，從而使該值最終落在正確的取值范圍——1到44之內(nèi)。
    你可以用不同的min和max值來驗證這個例子，你會發(fā)現(xiàn)它總是會正確地產(chǎn)生在新的rain和max值之間的隨機數(shù)。

    20．7 什么時候應該使用32位編譯程序?
    32位編譯程序應該在32位操作系統(tǒng)上使用。由32位編譯程序生成的32位程序比16位程序運行得更快，這正是任何32位的東西都很熱門的原因。
    有那么多不同版本的Microsoft Windows，它們和哪種編譯程序組成最佳搭配呢?
Windows 3．1和Windows for Workgroups 3．11是16位的操作系統(tǒng)；Microsoft Visual C++1．x是16位編譯程序，它所生成的程序能在Windows 3．1上運行。Microsoft Windows NT和Windows 95是32位操作系統(tǒng)；Microsoft Visual C++2．o是32位編譯程序，它所生成的32位程序能在這兩種操作系統(tǒng)上運行。由Visual C++1．x生成的16位程序不僅能在Windows 3．1上運行，也能在Windows NT和Windows 95上運行。
    然而，由Visual 2．O生成的32位程序無法在Windows 3．1上運行。這就給Microsoft提出了一個難題——它希望每個人都使用它的32位編譯程序，但是有6千萬臺計算機所使用的Windows版本無法運行32位程序。為了克服這個障礙，Microsoft設(shè)計了一個叫做Win32s的轉(zhuǎn)換庫，用來完成由32到16位的轉(zhuǎn)換，從而使由Visual C++生成的32位程序能在
Windows 3．1和Windows for Workgroups上運行。Win32s是專門為在Windows 3．1(和WFW)上運行而設(shè)計的，它不能用在Windows NT和Windows 95上，因為它們不需要為運行32位程序作什么轉(zhuǎn)換。有了Win32s，你就可以用Visual C++2.0生成一個既能在Windows 3．1(和WFW)上運行，又能在Windows NT上運行的程序了。
    最后還有一個問題，即編譯程序本身的問題。Visual C++1．x是一個16位Windows程序，它既能在Windows 3．1上運行并生成16位程序，也能在Windows 95和Windows NT上運行并生成同樣的程序。但是，作為一個32位程序，Visual C++2．O無法在Windows 3．1上運行，即使裝上了Win32s也無法運行，因為出于方便的目的，Microsoft認為在啟動Visual C++2．O之前，你一定運行在Windows 95或Windows NT上。
    總而言之，在Windows 3．1，Windows for Workgroups，Windows 95或Windows NT上運行Visual c++1．x(更新的版本為1．51)而生成的16位程序能在任何版本的Windows上運行。由Visual C++2．O生成的32位程序在Windows 95或Windows NT上運行得很快，但它在Windows 3．1(和WFW)下也能很好地運行。
    對于Borland C／C++，Borland的Turbo C++3．1版是版本較新的16位編譯程序，Borland c++4．5版(注意該名稱中沒有"Turbo一詞)是32位Windows編譯程序。這兩種編譯程序都包含編譯程序、Borland的OWL C++類和一個出色的集成化調(diào)試程序。

    20．8 怎樣中斷一個Windows程序?
    沒有一個普通的方法可以中斷一個Windows程序，從而讓你去完成一項必需的任務(wù)(如果這就是你的目標的話)。Windows 3．x是一種不支持優(yōu)先調(diào)度的多任務(wù)操作系統(tǒng)，換句話說，它是一種合作性(cooperative)的多任務(wù)操作系統(tǒng)——原因之一就是你無法簡單地從當前正在由處理器控制著的一個Windows程序中搶占一段時間。如果你看一下Windows API，你會發(fā)現(xiàn)PeekMessage()和WaitMessage()這樣一些函數(shù)，在Microsoft的幫助文檔中有這樣一段介紹這些函數(shù)的話：
    函數(shù)GetMessage()，PeekMessage()和WaitMessage()把控制權(quán)交給別的應用程序，允許別的應用程序運行的唯一方法就是使用這些函數(shù)。如果一個應用程序長時間不調(diào)用這些函數(shù)，那么它就阻止了別的應用程序的運行。
    盡管這樣，你還是可以中斷一個Windows程序的。一種辦法是在你的Windows程序中建立一個定時器，它每隔一段時間就會發(fā)出信號，只要你的程序處于激活的狀態(tài)，那么在定時器發(fā)出信號的時候，你就能獲得時間來完成各種所需的工作。但是，從技術(shù)角度來講，這種方法并沒有中斷一個程序的處理過程——它只是應用了Windows的合作性多任務(wù)性能。如果你需要中斷一個Windows程序，你可以使用過濾函數(shù)(filter function，也叫做hook function，即鉤子函數(shù))。Windows中的過濾函數(shù)與DOS中的中斷處理程序相似(見20．12和20．17)，你可用它“掛上(hook)”某個Windows事件，并在該事件發(fā)生時執(zhí)行相應的任務(wù)。實際上，你可以用一個使用了一個或多個可用的鉤子(hook)的過濾器來監(jiān)視Windows中的幾乎每一條消息。下面的例子使用了鍵盤鉤子，因為它要使你能隨時按一個特定的組合鍵來中斷一個程序。該例掛上了鍵盤事件鏈，并且在Ctrl+Alt+F6鍵按下時打開一個消息框。不管當前正在執(zhí)行的是哪一個應用程序，該例都能起作用。