Внешние библиотеки

Целевые библиотеки

Аксиома: всё уже написали до нас

• ⇒ Сначала поиск, потом проектирование и исследование, потом разработка
• Ресурсы:

  • GitHub: хостинг, аналитика, зеркалирование

  • OpenHub — аналитика

  • ресурсы сообществ (дистрибутивов, больших проектов и т. п.)
  • ЯП-специфичные хранилища (типа PyPI, NPM, Hackage и т. д.)
  • Гугл

Критерии качества:

• Команда и сообщество
• Возраст проекта
• Регулярность разработки
• Качество кода
• Лицензия
• …

Инструментарии (frameworks)

Цели инструментария:

• Кроссплатформенность (возможно, прозрачная!)
• Расширение и переписывание стандартов
• Связное информационное пространство
• Общая идеология разработки

• Комфортная среда для DevOps

• ⇒ привлечение сообщества

GLib/GObject

Glib (Си):

• типы данных

  • Аналоги типов в Си (числа, ссылки, строки и т. п.)
    • в т. ч. надёжная арифметика, атомарные операции
    • …

  • Составные типы

    • Списки и двунаправленные списки
    • Стеки и очереди
    • Словари (ассоциативные массивы, хеш-таблицы)

    • Строки (человеческие ☺) и кварки (уникальные числовые хеши строк)

    • Динамические массивы, косвенные (массивы ссылок), байтовые и т. п.
    • Деревья (разные)
    • Вариатвные
  • Поддержка refcount
• На все остальные случаи жизни:
  • i18n
  • память, куча, динамическая загрузка кода
  • процессы, нити, таймеры
  • лексический анализатор, синтаксические анализаторы…
  • I/O, потоки
  • Отладка и диагностика, модульное тестирование
  • …
• Свои инструменты тестирования, интернационализации и т. п.

• Требует жёсткой дисциплины программирования (все объекты кастятся в gpointer*, проверка типов только руками)

GObject (Си):

• Поддержка ООП на Си
• Классическая динамическая объектная модель
  • Классы и экземпляры
    • и для класса, и для экземпляра ∃ конструктор, инициализатор, финализатор и деструктор
  • Инкапсуляция, наследование, полиморфизм
  • Интроспекция и интерфейсы
• Поддержка событийного программирования
  • Замыкания (более общий вид callbask-ов)
  • Сигналы
• Всё программируется на Си с максимально возможной прослойкой макросов, генерирующих недостающие проверки, интерфейсы, структуры и прочее
  • Например, различаются наследуемые и ненаследуемые классы (если класс ненаследуемый, нет необходимости работать динамически с его структурой
• Объектная модель очень гибкая, потому что каждый этап эксплуатации класса и его экземпляра надо программировать отдельно
• Требует жёсткой дисциплины программирования

Пример использования GLib

Базовая статья: Manage C data using the GLib collections — учебник Тома Копланда.

• справочник

Репозиторий с примером разработки простейшей программы с использованием GSList

Пример использования GObject

Базовая серия статей Поперечно-полосатое программирование (Хабр).

• справочник

  • есть жуткийрусский перевод более старой версии докуметации (с другим примером)

• tutorial

• методичка

• ещё одна

• Минимальный код (спасибо человеку-гипножабе за gist)

     1 #include <glib-object.h>
     2 
     3 // Структура, из которой делается класс
     4 typedef struct FooBarClass_ {
     5   GObjectClass parent_class;
     6 } FooBarClass;
     7 
     8 // Структура, из которой делается экземпляр
     9 typedef struct FooBar_ {
    10   GObject parent;
    11 } FooBar;
    12 
    13 // Макро, порождающий набор функций, описывающих класс
    14 // FooBar — тип объекта, foo_bar — префикс для этих функций
    15 // G_TYPE_OBJECT — родительский класс
    16 G_DEFINE_TYPE (FooBar, foo_bar, G_TYPE_OBJECT)
    17 
    18 // Инициализатор класса. Может ничего не делать, но должен быть.
    19 static void foo_bar_class_init (FooBarClass *self) { }
    20 
    21 // Инициализатор объекта. Тоже может ничего не делать.
    22 static void foo_bar_init (FooBar *self) { }
    23 
    24 int main() {
    25     // Создание самого класса с помощью сгенерированной функции
    26     GType theClass = foo_bar_get_type();
    27     // Создание экземпляра класса
    28     GObject *theObj = g_object_new(foo_bar_get_type(), NULL);
    29     // Создание второй ссылки на объект
    30     g_object_ref(theObj);
    31     // Удаление двух ссылок
    32     g_object_unref(theObj);
    33     g_object_unref(theObj);
    34     // Если раскомментировать ещё один unref, приедет assertion
    35     // Это значит, что до этого момента всё работало!
    36     //g_object_unref(theObj);
    37 }
  

Более сложный пример

• Заголовочный файл cats.h:

     1 #ifndef _MYMODULE_CAT_H_
     2 #define _MYMODULE_CAT_H_
     3 #include <glib-object.h>
     4 
     5 // Приезжают вспомогательные макросы
     6 G_BEGIN_DECLS
     7 
     8 // Класс Cat будет прописан в пространстве имён (модуле) MYMODULE
     9 #define MYMODULE_TYPE_CAT cat_get_type()
    10 // Тип Cat, префикс cat, модуль MYMODULE, префикс для модуля CAT
    11 // Родительский класс — GObject
    12 // От FINAL класса нельзя наследоваться, это сильно упрощает реализацию
    13 G_DECLARE_FINAL_TYPE (Cat, cat, MYMODULE, CAT, GObject) 
    14 
    15 // struct _CatClass для FINAL_TYPE генерируется автоматически
    16 // Структура для экземпляра класса
    17 struct _Cat
    18 {
    19         GObject parent;             // Объект родительского класса
    20         gchar *Name;                // Поле
    21         void (*say_meow) (Cat*);    // Пола для метода
    22 };
    23 
    24 // Конструктор экземпляра
    25 Cat* cat_new();
    26 
    27 // Функция, которая будет работать методом
    28 void cat_say_meow(Cat* self);
    29 
    30 G_END_DECLS
    31 
    32 #endif /* _MYMODULE_CAT_H_ */
    33 
  

• Реализация класса cats.c

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <glib.h>
     3 #include <glib/gprintf.h>
     4 #include "cats.h"
     5 
     6 // Определение класса (порождение функций)
     7 G_DEFINE_TYPE (Cat, cat, G_TYPE_OBJECT)
     8 
     9 // Реализация метода
    10 void cat_say_meow(Cat* self)
    11 {
    12         g_printf("%s say: MEOW!\n", self->Name);
    13 }
    14 
    15 // Инициализатор класса (посмотрим, когда вызывается)
    16 static void cat_class_init(CatClass* self)
    17 {
    18         printf("Cats invented.\n");
    19 }
    20 
    21 // Инициализатор экземпляра (посмотрим, когда вызывается)
    22 static void cat_init(Cat* self)
    23 {
    24         printf("A cat was born.\n");
    25 }
    26 
    27 // Конструктор экземпляра
    28 Cat* cat_new(gchar *Name)
    29 {
    30         Cat* self;
    31 
    32         self = g_object_new(MYMODULE_TYPE_CAT, NULL);
    33         self->Name = Name;
    34         self->say_meow = cat_say_meow;
    35         return self;
    36 }
  

• Использование класса, kitty.c

     1 #include "cats.h"
     2 #include "config.h"
     3 
     4 int main(int argc, char* argv[])
     5 {
     6         Cat* cat_a = cat_new("Kitty");
     7         Cat* cat_b = cat_new("Snowy");
     8         cat_say_meow(cat_a);
     9         cat_say_meow(cat_b);
    10         cat_say_meow(cat_a);
    11         return 0;
    12 }
  

• Получим:

     1 $ cc cats.c kitty.c `pkg-config --cflags glib-2.0` -lgobject-2.0 -lglib-2.0 -o kitty
     2 $ ./kitty 
     3 Cats invented.
     4 A cat was born.
     5 A cat was born.
     6 Kitty say: MEOW!
     7 Snowy say: MEOW!
     8 Kitty say: MEOW!
     9 
  

Другие инструментарии

Универсальных для Си очень мало, и они маложивые

• Apache Portable Runtime

• Core_Foundation и его Linux-деривативы

• ???

Для более высокоуровневых языков обкатывают на стророне, а потом забирают в базовый комплект библиотек (как в Python, JS и т. п.) или вообще в стандарт (как с C++)

Инструментарии C++

Boost

Цели:

• Тестирование перед включением в стандарт C++
• Best practices, которые не могут быть включены в стандарт (не кросс-платформенные, разрозненные, слишком привязанные к предметной области и т. п.)

Например (я не уверен, что часть этих тем уже не перекочевала в стандарт C++ ☺):

• Алгоритмы
• Поддержка разных компиляторов
• Многопоточное программирование
• Контейнеры
• Модульное тестирование
• Структуры данных
• Функциональные объекты
• Обобщённое программирование
• Графы
• Работа с геометрическими данными
• Ввод/вывод
• Межъязыковая поддержка
• Итераторы
• Математические и числовые алгоритмы
• Работа с памятью
• Синтаксический и лексический разбор
• Метапрограммирование на основе препроцессора
• Метапрограммирование на основе шаблонов
• «Умные указатели»
• Обработка строк и текста

Qt (сайт выглядит как извержение маркетоидного бреда, но на самом деле нет!)

Цели:

• Ускорение/стандартизация разработки
• Создание полного devops-окружения
• Прозрачная кроссплатформенность на C++

Свойства:

• Надстройка над C++

  • Мета-объекты
  • Динамическая объектная модель
  • Слоты/сигналы

• Множество прикладных модулей

• GUI, мультимедиа и GUI over мультимедиа ☺
• Сеть и Web
• Быстрая разработка приложений на декларативном языке Quick
• БД
• Тестирование
• …

wxWidgets Типичный представитель кроссплатформенного GUI Toolkit, но:

• Фишка: для бекенда исопльзуются нативные OS (для Linux — Gtk)

• Есть б/м стандартный набор классов общего назначения wxBase

Д/З

0. Почитать и по возможности отщёлкать Manage C data using the GLib collections — учебник Тома Копланда.

   • В любом случае разобраться с Hash Tables — задание про них)
1. Написать программу, которая подсчитывает количество вхождений каждого слова из входного текста в этот самый текст, и выводит отсортированную по частоте статистику (второй ключ сортировки не важен)
   • Ширина строки текста — не более 80 символов
   • понятие «слова» — традиционное: есть символы-«буквы», из которых состоит слово и символы «разделители», последовательности которых стоят между словами. Классификация на ваше усмотрение, лишь бы в строке их находилось несколько и они были разной длины ☺

   • Использовать как минимум g_hash_table, но лучше ещё

     • g_strsplit()

     • сортировку (GSlist или GArray)

     • и вообще обойтись без функций из libc

   • Как минимум сделать Make или ninja проект, но можно autotoos / cmake / …

2. Выложить исходники результата в подкаталог 11_Toolkits отчётного репозитория