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

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)
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 / …
Выложить исходники результата в подкаталог 11_Toolkits отчётного репозитория

LecturesCMC/LinuxApplicationDevelopment2020/11_Toolkits (последним исправлял пользователь FrBrGeorge 2020-11-29 17:02:55)