Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows
Как и их эквиваленты в UNIX, программы, основанные на функциях для работы с файлами, входящих в библиотеку С, способны выполнять операции произвольного доступа к файлам (с использованием функции fseek или, в случае текстовых файлов, функций fsetpos и fgetpos), но это является уже потолком сложности для функций ввода/вывода стандартной библиотеки С, выше которого они подняться не могут. Вместе с тем, Visual C++ предоставляет нестандартные расширения, способные, например, поддерживать блокирование файлов. Наконец, библиотека С не позволяет управлять средствами защиты файлов.
Резюмируя, можно сделать вывод, что если простой синхронный файловый или консольный ввод/вывод — это все, что вам надо, то для написания переносимых программ, которые будут выполняться под управлением Windows, следует использовать библиотеку С.
Копирование файлов с использованием Windows
В программе 1.2 решается та же задача копирования файлов, но делается это с помощью Windows API, а базовые приемы, стиль и соглашения, иллюстрируемые этой программой, будут использоваться на протяжении всей этой книги.
Программа 1.2. cpW: копирование файлов с использованием Windows, первая реализация/* Глава 1. Базовая программа копирования файлов cp. Реализация, использующая Windows. */
/* cpW файл1 файл2: Копировать файл1 в файл2. */
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#define BUF_SIZE 256
int main (int argc, LPTSTR argv []) {
HANDLE hIn, hOut;
DWORD nIn, nOut;
CHAR Buffer [BUF_SIZE];
if (argc != 3) {
printf ("Использование: cpW файл1 файл2n");
return 1;
}
hIn = CreateFile(argv [1], GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
if (hIn == INVALID_HANDLE_VALUE) {
printf("Невозможно открыть входной файл. Ошибка: %хn", GetLastError());
return 2;
}
hOut = CreateFile(argv[2], GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hOut == INVALID_HANDLE_VALUE) {
printf("Невозможно открыть выходной файл. Ошибка: %xn", GetLastError());
return 3;
}
while (ReadFile(hIn, Buffer, BUF_SIZE, &nIn, NULL) && nIn > 0) {
WriteFile(hOut, Buffer, nIn, &nOut, NULL);
if (nIn != nOut) {
printf ("Неустранимая ошибка записи: %xn", GetLastError());
return 4;
}
}
CloseHandle(hIn);
CloseHandle(hOut);
return 0;
}
Этот простой пример иллюстрирует некоторые особенности программирования в среде Windows, к подробному рассмотрению которых мы приступим в главе 2.
1. В программу всегда включается файл <windows.h>, в котором содержатся все необходимые определения функций и типов данных Windows.[10]
2. Все объекты Windows идентифицируются переменными типа Handle, причем для большинства объектов можно использовать одну и ту же общую функцию CloseHandle.
3. Рекомендуется закрывать все ранее открытые дескрипторы, если в необходимость в них отпала, чтобы освободить ресурсы. В то же время, при завершении процессов относящиеся к ним дескрипторы автоматически закрываются ОС, и если не остается ни одного дескриптора, ссылающегося на какой-либо объект, то ОС уничтожает этот объект и освобождает соответствующие ресурсы. (Примечание. Как правило, файлы подобным способом не уничтожаются.)
4. Windows определяет многочисленные символические константы и флаги. Обычно они имеют длинные имена, нередко поясняющие назначение данного объекта. В качестве типичного примера можно привести имена INVALID_HANDLE_VALUE и GENERIC_READ.
5. Функции ReadFile и WriteFile возвращают булевские значения, а не количества обработанных байтов, для передачи которых используются аргументы функций. Это определенным образом изменяет логику организации работы циклов.[11] Нулевое значение счетчика байтов указывает на попытку чтения метки конца файла и не считается ошибкой.
6. Функция GetLastError позволяет получать в любой точке программы коды системных ошибок, представляемые значениями типа DWORD. В программе 1.2 показано, как организовать вывод генерируемых Windows текстовых сообщений об ошибках.
7. Windows NT обладает более мощной системой защиты файлов, описанной в главе 15. В данном примере защита выходного файла не обеспечивается.
8. Такие функции, как CreateFile, обладают богатым набором дополнительных параметров, но в данном примере использованы значения по умолчанию.
Копирование файлов с использованием вспомогательной функции Windows
Для повышения удобства работы в Windows предусмотрено множество вспомогательных функций (convenience functions), которые, объединяя в себе несколько других функций, обеспечивают выполнение часто встречающихся задач программирования. В некоторых случаях использование этих функций может приводить к повышению производительности (см. приложение В). Например, благодаря применению функции CopyFile значительно упрощается программа копирования файлов (программа 1.3). Помимо всего прочего, это избавляет нас от необходимости заботиться о буфере, размер которого в двух предыдущих программах произвольно устанавливался равным 256.
Программа1.3.cpCF: копирование файлов с использованием вспомогательной функции Windows/* Глава 1. Базовая программа копирования файлов cp. Реализация, в которой для повышения удобства использования и производительности программы используется функция Windows CopyFile. */
/* cpCF файл1 файл2: Копировать файл1 в файл2. */
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int main (int argc, LPTSTR argv []) {
if (argc != 3) {
printf ("Использование: cpCF файл1 файл2n");
return 1;
}
if (!CopyFile(argv[1], argv[2], FALSE)) {
printf("Ошибка при выполнении функции CopyFile: %xn", GetLastError());
return 2;
}
return 0;
}
Резюме
Ознакомительные примеры, в качестве которых были использованы три простые программы копирования файлов, демонстрируют многие из отличий, существующих между программами, в которых применяется с одной стороны библиотека С, а с другой — Windows. Отличия в производительности различных вариантов реализации анализируются в приложении В. Примеры, в которых используется Windows, наглядно демонстрируют стиль программирования и некоторые соглашения, принятые в Windows, но дают лишь отдаленное представление о тех функциональных возможностях, которые Windows предлагает программистам.
Целевыми платформами для данной книги и содержащихся в ней примеров являются системы NT5 (Windows XP, 2000 и Server 2003). Тем не менее, большая часть материала книги применима также к ранним версиям NT и системам Windows 9x (95, 98 и Me).
В следующих главах
Главы 2 и 3 посвящены гораздо более пристальному рассмотрению функций ввода/вывода и файловой системы. Они включают в себя такие темы, как консольный ввод/вывод, обработка символов ASCII и Unicode, работа с файлами и каталогами, а также программирование реестра. В указанных главах разрабатываются базовые методики и закладывается фундамент для остальной части книги.
Дополнительная литература
Полная информация о рекомендуемых ниже книгах приведена в библиографическом списке в конце книги.
Win32Двумя доступными в настоящее время книгами, в которых вопросы программирования для Windows рассматриваются с всех возможных точек зрения, являются [5] и [31]. В то же время, существует множество других книг, которые не обновлялись и не отражают прогресс, достигнутый с момента выхода Windows 95 или Windows NT.
По каждой функции Microsoft Visual C++ имеется оперативная гипертекстовая справочная документация, но ту же информацию можно получить, посетив домашнюю страницу компании Microsoft — http://www.microsoft.com, где вы найдете целый ряд ссылок на технические статьи, посвященные различным аспектам Windows. Начните с раздела MSDN (Microsoft Developer's Network) и произведите поиск по любой интересующей вас теме. Вы обнаружите огромное разнообразие официальной документации, описаний продуктов, примеров программного кода, а также другую полезную информацию.
Win64Win64 обсуждается в нескольких книгах, но обширный материал по этой теме можно найти на домашней странице компании Microsoft.
Архитектура Windows NT и история ее развитияЧитателям, которые хотят больше узнать о целях проектирования Windows NT или понять основные принципы, лежащие в основе ее архитектуры, будет полезна книга [38]. В этой книге рассматриваются объекты, процессы, потоки, виртуальная память, ядро и подсистемы ввода/вывода. Вместе с тем, собственно функции API, а также Windows 9x и СЕ в ней не обсуждаются. Рекомендуем время от времени заглядывать в упомянутую книгу для получения дополнительной информации. Кроме того, обратитесь к ранее вышедшим книгам [9] и [37], в которых содержится важный ретроспективный анализ эволюции NT.
