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| -- 作者：wangxinxin -- 發(fā)布時間：2010-12-10 15:03:09 -- Unix/Linux下C/C++開發(fā)技術(shù)概覽 Windows和Unix是當(dāng)前兩大主流操作系統(tǒng)平臺，基于C/C++的開發(fā)人員經(jīng)常會面臨這兩個平臺之間的移植的問題。Unix作為一個開發(fā)式的系統(tǒng)，其下有出現(xiàn)了很多個分支，包括Sun的Solaris、IBM的AIX、HP Unix、SCO Unix、Free BSD、蘋果的MAC OS以及開源的Linux等。對于這些Unix的分支操作系統(tǒng)，其實現(xiàn)又有很大的差別，因此開發(fā)人員又要針對這些不同的系統(tǒng)進行移植。本文的目的就是介紹一下Windows平臺和Unix平臺之間的差別，并簡單介紹一下不同Unix分支操作系統(tǒng)之間的差別，在移植開發(fā)過程中的一些注意事項，同時簡要介紹一下Unix下開發(fā)的一般流程和常用的開發(fā)調(diào)試工具。 關(guān)于平臺之間的差異，主要是Windows平臺和Unix平臺之間的差異，這里著重介紹一下這兩個平臺在C/C++開發(fā)中存在的差異，其間會穿插介紹一些Unix不同分支之間的差異。 1.1語言特性的差異語言特性的差異，指的是不同操作系統(tǒng)平臺中，實現(xiàn)C++/C時的一些細微的差異，忽略這些差異可能會帶來一些特別隱蔽的錯誤。而且可能是致命的錯誤。所以，了解語言特性的差異，對于在Unix移植來說非常重要。如果考慮系統(tǒng)多多個平臺支持，就必須了解在不同平臺下語言特性的差異，從開發(fā)一開始就把這些因素考慮進去，這樣才能最低限度的降低移植的過程中工作量。 1.1.1字節(jié)順序的差異字節(jié)順序指的主要是整型變量在內(nèi)存中的存儲方式。在計算機中，數(shù)據(jù)都是以二進制方式存儲的，包括在內(nèi)存和硬盤中。而計算機又以8位二進制作為一個存儲單元。在32位系統(tǒng)中，一個整型的存儲需要四個存儲單元。也就是說要把一個32位的整數(shù)分割成位四段分別進行存儲，而每一段的存儲位置就是字節(jié)順序的差異。為了清楚的表示每段存儲的先后位置，我們用16進制來表示一段的值，下表列出了在Unix系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)中整數(shù)20000在內(nèi)存中的情況。
如表中所示，Windows中存儲方式和該整數(shù)的16進制表示是相反，是一種低位在前高位在后的存儲順序。而Unix下的存儲順序和正常的16進制表示的順序相同，稱為高位在前低位在后的順序。這種差異帶來的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： ? 網(wǎng)絡(luò)通信時 當(dāng)Windows和Unix之間發(fā)生網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，傳輸一個整型數(shù)據(jù)（如一個數(shù)據(jù)包的長度）的時候，如果不經(jīng)處理直接把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)傳輸過去，那么在對方看來完全是另一個數(shù)據(jù)，這樣就會造成問題。如Windows下面發(fā)送過去一個20000（0x00004E20），在Unix下面收到的數(shù)據(jù)就會被理解成541982720（0x204E0000），這簡直是天壤之別。 ? 文件存儲和讀取時 跟網(wǎng)絡(luò)傳輸類似，如果在Windows下面把某個整數(shù)寫到了文件中，然后在Unix下面打開這個文件讀取該數(shù)據(jù)，就會出現(xiàn)跟上面類似的問題。 這個問題主要體現(xiàn)在不同平臺之間互操作時，在多平臺開發(fā)過程中，尤其時在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)的時候，兩個平臺之間數(shù)據(jù)交互是非常普遍的，所以這個問題也就顯的很普遍。解決這個問題的方法就是交互的雙方采用一種相同的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)，就是數(shù)據(jù)在傳輸和存儲的時候采用什么方法進行編碼，具體的做法有一下幾種： 1． 數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符傳進行交互 2． 協(xié)商一個同意的字節(jié)順序，根據(jù)自己平臺的字節(jié)順序還原數(shù)據(jù) 3． 采用其他標(biāo)準(zhǔn)的編碼方式，如ASN1編碼 跟這個問題類似，32位系統(tǒng)和64位系統(tǒng)的差異也會出現(xiàn)這樣的問題，解決方法跟這個問題的解決方法相同。在32位系統(tǒng)和64位系統(tǒng)中，長整型（long）分別用32位和64位表示，這樣，在不同系統(tǒng)之間交互的時候必然會出現(xiàn)整型數(shù)據(jù)表示方式不同的問題。目前大多數(shù)Windows系統(tǒng)都是32位的系統(tǒng)，而Unix中很多都是64位的，尤其是大型的服務(wù)器，所以這個問題必須引起重視。 1.1.2變量的作用域差異在不同的系統(tǒng)下，由于編譯器的不同，對變量作用域的實現(xiàn)機制也有所不同，這里以Windows下的VC和Solaris下的CC這兩個編譯器為例做一個簡單的比較說明。 在C++的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常會有這樣的用法： for(int i=0;i<num;i++) { … } 這是一種最常用的for循環(huán)的用法，因為其中i主要使用來控制循環(huán)，所以一般沒有必要拿出來單獨進行聲明，只是放在for語句中一起聲明。這里i、j等簡單的變量就成了我們常用的變量，一般不按照編程規(guī)范那樣為他們命名。就是這種聲明方法，在Windows下和Solaris下有了不同的理解，i的作用域不同。我們先把作用域進行劃分，如下： { … for(int i=0;i<num;i++)
} … … } 我們劃分出I和II兩個作用域，其中作用域II包含在作用域I當(dāng)中。在Windows下，變量i的作用域是I的整個范圍，而Solaris下的i的作用域只是II的范圍。其實標(biāo)準(zhǔn)的C++語法應(yīng)該是Solaris的做法，但是微軟在實現(xiàn)的時候沒有按照這個標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)，這就引發(fā)了我們討論的這個問題。由于這個差異，就引發(fā)了一些微妙而隱蔽的問題。先看一下下面兩端代碼。 A： for(int i=0;i<num;i++) { … } … for(i=0;i<num;i++) { … } B： for(int i=0;i<num;i++) { … } … for(int i=0;i<num;i++) { … } 代碼A在Windows下面可以正常編譯，而在Solaris下面確編不過去，提示第二個for循環(huán)中變量i沒有定義。相反代碼B在Solaris下可以正常編譯，而在Windows下面編不過去，提示第二個for循環(huán)中變量i重復(fù)定義。 在通常的情況下，我們會按照B的方法書寫代碼，而在Windows編譯是出現(xiàn)錯誤，然后改成A的那種形式。這樣，在Windows下就沒有問題了，程序也可以編譯過去了，但是到Solaris下時，有會出現(xiàn)問題，這是就不得不把i的聲明拿到所有for循環(huán)的外面。當(dāng)i的聲明拿到for循環(huán)的外面時，真正的問題來了。首先提示一下，這樣的一段代碼是沒有問題的： C： int i = 0; if(cond) { … for(int i=0;i<num;i++) { … } … } 這是一段正確的代碼，雖然在外面已經(jīng)定義了i，但是在for里面重新定義一個i也沒有問題，這是C++的語法所允許的（java里面不允許這樣做）。但就是因為這種C++語言的靈活機制，引發(fā)了問題的產(chǎn)生。 問題產(chǎn)生源于程序中出現(xiàn)了A_B那樣的代碼，然后把i的聲明拿到了外面。在后期維護的過程中，又在后面增加了一個循環(huán)，但是卻是按照C的那種方式增加的，這樣就產(chǎn)生了問題。請看如下代碼： int i=0; char str1[10]; char str2[10]; strcpy(str1,”hello”); … for(i=0;i<20;i++) { …
… if(cond) { for(int i=0;i<10;i++)
} memcpy(str2,str1,i); str2[i]=0; } … 在上述代碼，為了分析方便，我們把整段代碼分成I、II和III三個作用域。其中作用域II就是整個if語句，實現(xiàn)的相當(dāng)于一個strcpy函數(shù)的功能。II中的內(nèi)容就好是我們上面說的后期維護中加入的，當(dāng)然，實際情況并不像我們例子中這么明前，i的聲明可能離我們的if語句很遠，所以加入這段代碼是不知道上面是否聲明了i變量。而且，這段代碼編譯的時候也不回出錯，不管是Windows還是Solaris（單獨的一段II中的代碼在Solaris下面編不過去）。在Windows下面，這段代碼可以正常的運行，不回出現(xiàn)任何問題，因為II中的代碼完全是根據(jù)Windows下的習(xí)慣編寫的。但是在Solaris下面，這段代碼就會出現(xiàn)內(nèi)存越界的錯誤，雖然編譯可以正常通過，但是實現(xiàn)的卻不是程序員預(yù)期的目的。在執(zhí)行memcpy的時候，那個i其實是外層聲明的那個i，值是20，而str2和str1的大小之后10，所以就發(fā)生了讀寫內(nèi)存越界。而程序員預(yù)想的，這個i是for循環(huán)算出來的str1字符串的長度，應(yīng)該是5。 要解決這類問題，就得加強編程規(guī)范，杜絕這種錯誤代碼的生成。從開始的時候就要意識到可能產(chǎn)生的問題，從而避免問題的發(fā)生。 |