Übungspaket 25 Kommandozeilenargumente

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1 Übungspaket 25 Kommandozeilenargumente Übungsziele: Skript: 1. Umgang mit argc/argv 2. argc/argv als Schnittstelle von Programm und Betriebssystem 3. Vereinfachtes Testen mit argc/argv Kapitel: 51 und Übungspaket 24 Semester: Wintersemester 2018/19 Betreuer: Thomas, Tim und Ralf Synopsis: Eine immer wieder gute Frage ist, woher der gcc-compiler weiß, welche Datei er eigentlich übersetzen und wo er das Ergebnis hinschreiben soll. Ist doch klar, werden einige sagen, steht doch in der Kommandozeile gcc looser.c. Ja, aber woher soll nun das Kommando gcc wissen, was da so alles an Optionen und Argumenten steht? Genau das bewerkstelligt das Betriebssystem in Zusammenarbeit mit dem argc/argv-mechanismus.

2 Teil I: Stoffwiederholung Aufgabe 1: Kommandos, Argumente und Optionen Erkläre mit eigenen Worten, was unter den Begriffen Kommando, Argumente und Optionen zu verstehen ist. Erkläre mit eigenen Worten, wie die Kommandozeile zerlegt und mittels argc/argv an das Programm übermittelt wird. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2018/

3 Aufgabe 2: Detailfragen zu argc/argv Von welchem Datentyp ist der Parameter argc? Von welchem Datentyp ist der Parameter argv[ 0 ]? Von welchem Datentyp ist der Parameter argv? Wie viele Einträge hat das Array argv? Welche Indizes sind zulässig? Müssen diese beiden Parameter argc/argv heißen? Gibt es ein Element argv[ argc ]? Falls ja, was steht dort? In welchem Segment liegt argc? In welchem Segment liegt argv? In welchem Segment liegen die argv[ i ]? Kann man den Typ von argv[ i ] ändern? Nutzt ein int argv[] etwas? Gibt es irgendeine andere Möglichkeit? Merkt der Compiler eine Typänderung? Muss ich argc/argv akzeptieren wie es ist? Aufgabe 3: Verwendung des argc/argv Mechanismus Viele Programmieranfänger und damit auch unsere Studenten haben immer wieder den Eindruck, dass der argc/argv Mechanismus völlig veraltet ist und etwas mit alten Lochkarten oder ähnlichem zu tun hat. Dabei ist dieser Mechanismus allgegenwärtig und wird bei jedem Programmaufruf verwendet. Schaut euch dazu einmal eure Desktop-Verknüpfungen an. Nennt mindestens zwei Beispiele, wie dabei argc/argv zur Anwendung kommt: 25-2 Wintersemester 2018/19, Einführung in die Praktische Informatik

4 Aufgabe 4: Kommandoargumente im Arbeitsspeicher Nehmen wir an, der Nutzer tippt folgendes Kommando ein: echo Montag Dienstag und Mittwoch Zur Erläuterung: Das Kommando echo gibt es wirklich. Es macht nichts anderes, als das auf der Konsole auszugeben, was ihm als Argumente mitgeliefert wird. In unserem Beispiel würde es also die Wochentage Montag Dienstag und Mittwoch ausgeben. Zeichne nun im Folgenden den Stack-Frame nebst der Inhalte der einzelnen argv[ i ]. Dabei interessieren wir uns nur für die Variablen argc, argv und deren Inhalte, Zeichenketten etc. Andere Informationen wie die Rücksprungadresse und den Rückgabewert können in dieser Übung getrost weggelassen werden. Das erfolgreiche Bearbeiten dieser Übungsaufgabe hilft sehr beim Bearbeiten von Aufgabe 2 des nächsten Teils. Für den Stack-Frame haben wir die nächste Seite vorgesehen, da er etwas größer ist. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2018/

5 Teil II: Quiz Aufgabe 1: Kommandozeile vs. Argumente In dieser Übung schauen wir uns die Zuordnungen zwischen den Elementen der Kommandozeile und den Parametern argc/argv etwas genauer an. Zur Erinnerung: ein Token ist etwas, das durch Leerzeichen, Tabulatoren oder einem Zeilenwechsel abgegrenzt wird. Durch Verwenden von oder " verlieren die eingeklammerten Trenner ihre Bedeutung. Argumente Kommandozeile echo echo echo echo echo "0 1" echo 1 " 2 "3 4" Aufgabe 2: Argumente im Detail In der folgenden Tabelle steht jeweils ein Ausdruck. Ergänze für jeden Ausdruck den resultierenden Datentyp und den jeweiligen Inhalt. Sollte es sich beim Inhalt um einen Zeiger auf eine Zeichenkette handeln, sollte dort diese Zeichenkette notiert werden. Kommando: echo wieder einmal so ein Unfug heute! Ausdruck Datentyp Inhalt argc argv[ 0 ] argv *(argv + 2) **(argv + 2) argv[3][3] argv[3] strlen(argv[4] + 2) & argv[5][2] Wintersemester 2018/19, Einführung in die Praktische Informatik

6 Teil III: Fehlersuche Aufgabe 1: Fehler in der Argumentverarbeitung Diesmal hat sich unser Experte Dr. Argument versucht. Doch auch er hätte vielleicht öfter die Vorlesung besuchen sollen ;-) Ziel seines Programms ist es, alle Argumente in umgekehrter Reihenfolge auszudrucken. Dabei sollen aber nur diejenigen Argumente berücksichtigt werden, die mindestens vier Zeichen lang sind oder mit einer Ziffer anfangen. Beispiel: reverse bla 12 blubber blubber 12 reverse Finde und korrigiere die Fehler. 1 # include <stdio.h> 2 # include < string.h> 3 # include <ctype.h> 4 5 int main ( char ** argv, int argc ) 6 { 7 int i; 8 for ( i = argc ; i >= 0; i-- ) 9 if ( strlen ( * argv ) > 3 10 isdigit ( argv [ i ][ 1 ] ) ) 11 printf ( "%s ", * argv [ i ] ); 12 printf ( "\n" ); 13 return 0; 14 } Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2018/

7 Teil IV: Anwendungen Aufgabe 1: Das echo-kommando 1. Aufgabenstellung Wie schon mehrfach erwähnt, dient das echo-kommando in Linux dazu, anfallende Resultate und Testanweisungen mittels des argc/argv-mechanismus auszugeben. Ziel dieser Aufgabe ist es, diese einfache Funktionalität nachzubauen, was keine Schwierigkeiten mehr bereiten sollte. Die Standardfassung des echo-kommandos hat aber für Übende eine kleine Schwäche: Es ist manchmal schwer ersichtlich, welches Argument zu welchem Parameter argv[ i ] gehört. Beispielsweise führen die beiden Kommandos echo und echo zu identischen Ausgaben, obwohl sich die Parameterkonstellation deutlich unterscheidet. Vervollständige folgende Tabelle zur Selbstkontrolle: echo 1 2 3: argc: argv[ 1 ]: argv[ 2 ]: echo 1 2 3: argc: argv[ 1 ]: argv[ 2 ]: Aus diesem Grund wollen wir zwei Änderungen: Erstens soll jeder Parameter gesondert auf einer neuen Zeile erscheinen, und zweitens soll jeder Parameter mit einem geeigneten Marker versehen werden. Beispiel: Eingabe Ausgabe my-echo bald ist wochenende my-echo: -->bald ist<-- -->wochenende<-- 2. Implementierung 25-6 Wintersemester 2018/19, Einführung in die Praktische Informatik

8 3. Kodierung 4. Explorative Tests Das erstellte Programm sollte mit den Testdaten aus Übungsaufgabe 1 aus dem Quizteil getestet werden. Um noch mehr über die Shell zu erfahren, sollte jeder sein Programm noch mit folgenden Eingaben testen: Argumente Kommando argv[1] argv[2] argv[3] argv[4] my-echo "0 1" my-echo 0" " my-echo "0 1" my-echo " " my-echo 1\ my-echo "1\ 2\" 3 " Aufgabe 2: argc/argv zu interaktiven Testzwecken 1. Aufgabenstellung Der argc/argv-mechanismus dient nicht nur dazu, den Studenten ein paar Extraaufgaben zu geben. Nein, er eignet sich insbesondere für das effiziente Testen der eigenen Programme. Gehen wir beispielsweise nochmals zurück zur Aufgabe, in der wir die Zahl der Vokale in einer Zeichenkette gezählt haben. Für jeden neuen Test sah der Arbeitszyklus meist wie folgt aus: Laden des Programms in den Editor, ändern der betroffenen Testzeile, abspeichern, übersetzen, Programm aufrufen. Das ist auf Dauer recht mühsam und unerquicklich. Wir können nun in einfacher Weise diese beiden Programme zusammenbringen. Statt im Programm my-echo nur die Argumente auszugeben, könnten wir auch die Funktion vokale( argv[ i ]) entsprechend aufrufen. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2018/

9 Beispiel: Für den Programmaufruf vokale hallo peter ingo llnc 4711 könnte folgende Ausgabe erscheinen: vokale : hallo : 2 Vokale peter : 2 Vokale ingo : 2 Vokale llnc : 0 Vokale 4711: 0 Vokale Die Aufgabe besteht nun darin, das Programm my-echo.c entsprechend zu ergänzen. Da die Änderungen so einfach sind, können wir gleich mit der Implementierung fortfahren. 2. Kodierung 25-8 Wintersemester 2018/19, Einführung in die Praktische Informatik