编写 Unix shell 脚本来调用 C 函数并将数据重定向到 .txt 文件

Question 1

您不应该提示用户并从标准输入读取参数，而应该接受Unix哲学，并改用命令行参数。

下面的例子有点长，因为我想展示我喜欢的参数检查功能。scanf()函数系列不检查溢出，因此strto*()需要使用。此外，数字后面有时可能会出现垃圾（例如，“12l”——最后一个是字母 L——而不是“121”），我个人希望捕获这一点。

#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

/* Helper function to parse a double.
 * Returns 0 if successful, nonzero otherwise.
*/
static int parse_double(const char *s, double *v)
{
    const char *end;
    double      val;

    if (!s)
        return errno = EINVAL;

    end = s;
    errno = 0;
    val = strtod(s, (char **)&end);
    if (errno)
        return errno;

    if (!end || end == s)
        return errno = EINVAL;

    while (*end != '\0' && isspace(*end))
        end++;

    if (*end != '\0')
        return errno = EINVAL;

    if (v)
        *v = val;

    return 0;
}

/* Helper function to parse a long.
 * Returns 0 if successful, nonzero otherwise.
*/
static int parse_long(const char *s, long *v)
{
    const char *end;
    long        val;

    if (!s)
        return errno = EINVAL;

    end = s;
    errno = 0;
    val = strtol(s, (char **)&end, 0);
    if (errno)
        return errno;

    if (!end || end == s)
        return errno = EINVAL;

    while (*end != '\0' && isspace(*end))
        end++;

    if (*end != '\0')
        return errno = EINVAL;

    if (v)
        *v = val;

    return 0;
}

其中，parse_long()支持十进制（987）、十六进制（0x3DB）和八进制（01733）表示法。

那么main()就像是

int main(int argc, char *argv[])
{
    double min, max;
    long   n;

    setlocale(LC_ALL, "");

    /* Require "command N min max" -- four parameters,
     * including the executable file name (argv[0]). */

    if (argc != 4 || !strcmp(argv[1], "-h") || !strcmp(argv[1], "--help")) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s [ -h | --help ]\n", argv[0]);
        fprintf(stderr, "       %s N min max\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (parse_long(argv[1], &n) || n < 1L) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid N.\n", argv[1]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (parse_double(argv[2], &min)) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid minimum.\n", argv[2]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (parse_double(argv[3], &max)) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid maximum.\n", argv[3]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (min > max) {
        const double tmp = min;
        min = max;
        max = tmp;
    }

    /* ... */

    return EXIT_SUCCESS;
}

告诉setlocale(LC_ALL, "");C 库检查当前环境，并设置本地化以匹配。该程序仅使用该类LC_CTYPE来确定哪些字符是空格（空格或制表符）。尽管如此，这是一个很好的做法：如果在某些时候您希望支持像ä和之类的字符€，您可以切换到宽字符和 I/O。

作为学习者，您可以省略parse_long()和parse_double()，并将它们在if子句中替换为sscanf(), 并忽略本地化。它可以为您节省几行代码，

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    double min, max;
    long   n;

    /* Require "command N min max" -- four parameters,
     * including the executable file name (argv[0]). */

    if (argc != 4 || !strcmp(argv[1], "-h") || !strcmp(argv[1], "--help")) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s [ -h | --help ]\n", argv[0]);
        fprintf(stderr, "       %s N min max\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (sscanf(argv[1], " %ld", &n) != 1 || n < 1L) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid N.\n", argv[1]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (sscanf(argv[2], " %lf", &min) != 1) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid minimum.\n", argv[2]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (sscanf(argv[3], " %lf", &max) != 1) {
        fprintf(stderr, "%s: Invalid maximum.\n", argv[3]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (min > max) {
        const double tmp = min;
        min = max;
        max = tmp;
    }

    /* ... */

    return EXIT_SUCCESS;
}

但在我看来，为什么要学习一种在实践中不够充分的方法呢？我个人知道一些愚蠢的假设的情况，比如“人名只包含字母 A 到 Z”花了几十个小时才解决（计算集群上的 411 服务，用户名不是英文）。我们生活在一个全球化的世界，你们说英语的人最好已经排队，放弃你们愚蠢的假设。

人们似乎也无法事后学习本地化。我遇到的大多数“经验丰富的 C 程序员”似乎根本不知道也不关心本地化或字符集问题。（远远超出到处使用 UTF-8.）这意味着其他人必须花费大量时间来解决他们的错误假设，浪费时间和精力......可耻。

当您的程序采用接受命令行参数的形式时，您可以使用 Bash 循环，例如

for (( i=1; i<=20; i++ )); do ./yourprog $i 0.0 10.0 ; done > output.txt

请注意，如果将数据输出到空格或制表符分隔的列中，*或者-如果列缺少数据，则可以使用gnuplot它来绘制数据。

例如，如果您output.txt有

#N result error
1  3.1   0.04159265359
2  3.14  0.00159265359
3  3.141 0.00059265359

等等，您可以使用例如查看数据

gnuplot -p -e 'plot "output.txt" u 2:3 notitle w lines'

Gnuplot 会忽略以开头的行#，因此您可以在文件开头使用此类注释或标题来说明每一列的用途。请参阅文档了解更多信息。我个人更喜欢以SVG或PDF格式保存绘图，这样它们就是小文件，但具有高质量的矢量图形。这是我特别推荐的课程作业。

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