Linux программирование в примерах - Арнольд Роббинс

64  return 0;

65 }

Функция main() программы (строки 1–27) следует стандартному шаблону, который мы использовали до этого. Функция nodots() (строки 31–35) действует как параметр select, выбирая лишь имена файлов, которые не начинаются с точки.

Функция process() (строки 43–65) довольно проста, причем scandir() делает большую часть работы. Обратите внимание, как каждый элемент отдельно освобождается с помощью free() (строка 59) и как освобождается также весь массив (строка 62).

При запуске содержимое каталога в самом деле выводится в отсортированном порядке, без '.' и '..'.

$ ch06-sortdir /* Действия по умолчанию отображают текущий каталог */

2097176 00-preface.texi

2097187 01-intro.texi

2097330 02-cmdline.texi

2097339 03-memory.texi

2097183 03-memory.texi.save

2097335 04-fileio.texi

2097334 05-fileinfo.texi

2097332 06-generall.texi

...

6.2.2. Бинарный поиск: bsearch()

Линейный поиск в значительной степени похож на свое название: вы начинаете в начале и проходите искомый массив, пока не встретите то, что нужно. Для чего-нибудь простого, типа поиска целых, это обычно принимает форму цикла for. Рассмотрите эту функцию:

/* ifind --- линейный поиск, возвращает найденный индекс или -1 */

int ifind(int x, const int array[], size_t nelems) {

 size_t i;

 for (i = 0; i < nelems; i++)

  if (array(i) == x) /* найдено */

   return i;

 return -1;

}

Преимуществом линейного поиска является его простота; легко с самого начала написать правильный код. Более того, он работает всегда. Даже если в конец массива добавляются элементы или они удаляются из него, нет необходимости сортировать массив.

Недостатком линейного поиска является то, что он медленный. В среднем для массива, содержащего nelems элементов, при линейном поиске случайного элемента требуется 'nelems/2' сравнений, прежде чем найдется нужный элемент. Это становится чрезмерно дорогим даже на современных высокопроизводительных системах, когда nelems принимает большие значения. Поэтому линейный поиск следует использовать лишь с небольшими массивами.

В отличие от линейного, бинарный поиск требует, чтобы входной массив был уже отсортирован. Недостатком здесь является то, что если добавляются элементы, массив перед новым поиском нужно повторно отсортировать. (Когда элементы удаляются, остальное содержимое массива все равно должно быть перетасовано. Это не так дорого, как повторная сортировка, но все равно может потребовать большого перемещения данных.)

Преимуществом бинарного поиска, и значительным, является то, что бинарный поиск умопомрачительно быстр, требуя самое большее log2(N) сравнений, где N является числом элементов в массиве. Функция bsearch() объявлена следующим образом:

#include <stdlib.h> /* ISO С */

void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t nmemb,

 size_t size, int (*compare)(const void*, const void*));

Параметры и их назначение сходны с таковыми для qsort():

const void *key

Объект, который ищется в массиве.

const void *base

Начало массива.

size_t nmemb

Число элементов в массиве.

size_t size

Размер каждого элемента, полученный с помощью sizeof.

int (*compare)(const void*, const void*)

Функция сравнения. Она должна работать таким же образом, как функция сравнения для qsort(), возвращая отрицательные/нулевые/положительные значения в соответствии с тем, меньше/равен/больше первый параметр по сравнению со вторым.

Если объект не найден, bsearch() возвращает NULL. В противном случае она возвращает указатель на найденный объект. Если key соответствует более одного объекта, какой из них будет возвращен, не определено. Поэтому, как и в случае с qsort(), убедитесь, что функция сравнения принимает во внимание все существенные части искомой структуры данных.

ch06-searchemp.c показывает bsearch() на практике, расширяя использованный ранее пример struct employee:

1  /* ch06-searchemp.с ---- Демонстрация bsearch(). */

2

3  #include <stdio.h>

4  #include <errno.h>

5  #include <stdlib.h>

6

7  struct employee {

8   char lastname[30];

9   char firstname[30];

10  long emp_id;

11  time_t start_date;

12 };

13

14 /* emp_id_compare --- сравнение по ID */

15

16 int emp_id_compare(const void *e1p, const void *e2p)

17 {

18  const struct employee *e1, *e2;

19

20  e1 = (const struct employee*)e1p;

21  e2 = (const struct employee*)e2p;

22

23  if (e1->emp_id < e2->emp_id)

24   return -1;

25  else if (e1->emp_id == e2->emp_id)

26   return 0;

27  else

28   return 1;

29 }

30

31 /* print_employee --- напечатать структуру сотрудника */

32

33 void print_employee(const struct employee *emp)

34 {

35  printf("%s %st%dt%s", emp->lastname, emp->firstname,

36  emp->emp_id, ctime(&emp->start_date));

37 }

Строки 7–12 определяют struct employee; она та же, что и раньше. Строки 16–29 служат в качестве функции сравнения как для qsort(), так и для bsearch(). Они сравнивают лишь ID сотрудников. Строки 33–37 определяют print_employee(), которая является удобной функцией для печати структуры, поскольку это делается из разных мест.

39 /* main --- демонстрация сортировки */

40

41 int main(int argc, char **argv)

42 {

43 #define NPRES 10

44  struct employee presidents[NPRES];

45  int i, npres;

46  char buf[BUFSIZ];

47  struct employee *the_pres;

48  struct employee key;

49  int id;

50  FILE *fp;

51

52  if (argc != 2) {

53   fprintf(stderr, "usage: %s datafilen", argv[0]);

54   exit(1);

55  }

56

57  if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {

58   fprintf(stderr, "%s: %s: could not open: %sn", argv[0],

59    argv[1], strerror(errno));

60   exit(1);

61  }

62

63  /* Очень простой код для чтения данных: */

64  for (npres = 0; npres < NPRES && fgets(buf, BUFSIZ, fp) != NULL;

65   npres++) {

66   sscanf(buf, "%s %s %ld %ld",

67    presidents[npres].lastname,

68    presidents[npres].firstname,

69    &presidents[npres].emp_id,

70    &presidents[npres].start_date);

71  }

72  fclose(fp);

73

74  /* В npres теперь число действительно прочитанных строк. */

75

76  /* Сначала отсортировать по id */

77  qsort(presidents, npres, sizeof(struct employee), emp_id_compare);

78

79  /* Напечатать результат */

80  printf("Sorted by ID:n");

81  for (i = 0; i < npres; i++) {

82   putchar('t');

83   print_employee(&presidents[i]);

84  }

85

86  for (;;) {

87   printf("Enter ID number: ");

88   if (fgets(buf, BUFSIZ, stdin) == NULL)

89    break;

90

91   sscanf(buf, "%dn", &id);

92   key.emp_id = id;

93   the_pres = (struct employee*)bsearch(&key, presidents,

94    npres, sizeof(struct employee), emp_id_compare);

95

96   if (the_pres != NULL) {

97    printf("Found: ");

98    print_employee(the_pres);

99   } else

100   printf("Employee with ID %d not found'n", id);

101  }

102

103  putchar('n'); /* Напечатать в конце символ новой строки. */

104

105  exit(0);

106 }

Функция main() начинается с проверки аргументов (строки 52–55). Затем она читает данные из указанного файла (строки 57–72). Стандартный ввод для данных сотрудников использоваться не может, поскольку он зарезервирован для запроса у пользователя ID искомого сотрудника.

Строки 77–84 сортируют, а затем печатают данные. Затем программа входит в цикл, начинающийся со строки 86. Она запрашивает идентификационный номер сотрудника, выходя из цикла по достижению конца файла. Для поиска в массиве мы используем struct employee с именем key. Достаточно лишь установить в его поле emp_id введенный номер ID; другие поля при сравнении не используются (строка 92).

Если найден элемент с подходящим ключом, bsearch() возвращает указатель на него. В противном случае она возвращает NULL. Возвращенное значение проверяется в строке 96, и осуществляется нужное действие. Наконец, строка 102 выводит символ конца строки, чтобы системное приглашение появилось с новой строки. Вот что появляется после компилирования и запуска программы: