În secțiunea anterioară, Inspectarea sistemului de fișiere, am văzut cum căutăm fișiere în sistem cu ajutorul utilitarului find. Căutăm un fișier cu un scop: vrem să găsim fișierul README pentru informații despre compilarea proiectului, vrem să ne amintim un detaliu de implementare din cod, etc.

De cele mai multe ori acțiunea noastră se poate grupa în una din următoarele două categorii:

• Ne dorim să inspectăm/citim rapid conținutul fișierelor pentru a ne da seama dacă am găsit informația căutată.
• Ne dorim să afișăm pe ecran conținutul fișierelor pentru a extrage și prelucra informații din acestea cu ajutorul altor comenzi.

Pentru a vedea rapid conținutul unui fișier folosim utilitarul less.

Avem fișierul workspace/C/searching/binary_search.c. Vrem să ne facem rapid o idee despre cum arată implementarea algoritmului binary_search. Inspectăm conținutul fișierului workspace/C/searching/binary_search.c, folosind utilitarul less, ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ less workspace/C/searching/binary_search.c
 
/**
 * @file
 * @brief Program to perform [binary
 * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
 * value in a given *sorted* array.
 * @authors [James McDermott](https://github.com/theycallmemac) - recursive
 * algorithm
 * @authors [Krishna Vedala](https://github.com/kvedala) - iterative algorithm
 */
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
 
/** Recursive implementation
 * \param[in] arr array to search
 * \param l left index of search range
 * \param r right index of search range
 * \param x target value to search for
 * \returns location of x assuming array arr[l..r] is present
 * \returns -1 otherwise
 */
int binarysearch1(const int *arr, int l, int r, int x)
{
    if (r >= l)
    {
        int mid = l + (r - l) / 2;
 
        // If element is present at middle
        if (arr[mid] == x)
            return mid;
: 

Observăm că acum avem o sesiune interactivă în interiorul căreia putem explora fișierul.

În sesiunea interactivă căutăm după cuvântul cheie search. Pentru a porni căutarea apăsăm tasta /, introducem textul căutat (search) și apăsăm tasta Enter. Apăsăm tasta n pentru a merge la următoarea apariție a textului căutat; apăsăm n până când ajungem la implementarea funcției binarysearch2.

1. Analizați, folosind less, algoritmii de căutare din fișierele workspace/C/searching/linear_search.c și workspace/C/searching/binary_search.c. Ce implementare este mai eficientă: binary_search sau linear_search?
2. Folosiți utilitarul find pentru a găsi fișierul sursă care conține algoritmul de sortare quick_sort. Analizați implementarea acestuia folosind utilitarul less.
3. Folosiți utilitarul find pentru a găsi fișierul sursă care conține algoritmul de sortare merge_sort. Analizați implementarea acestuia folosind utilitarul less.
4. Căutați pe Google detalii despre cei doi algoritmi de sortare și încercați să vă răspundeți la întrebarea: Când folosim merge_sort și când folosim quick_sort?

Pentru a afișa pe ecran conținutul unui fișier folosim utlitarul cat. Rulăm comanda de mai jos, pentru a exemplifica:

student@uso:~$ cat workspace/C/searching/binary_search.c
/**
 * @file
 * @brief Program to perform [binary
 * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
 * value in a given *sorted* array.
 * @authors [James McDermott](https://github.com/theycallmemac) - recursive
 * algorithm
 * @authors [Krishna Vedala](https://github.com/kvedala) - iterative algorithm
 */
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
 
[...]

Observăm că pentru un fișier cu un număr mare de linii, așa cum este binary_search.c, afișarea întregului conținut pe ecran devine un impediment în a putea înțelege și urmări conținutul. De aceea vă încurajăm să folosiți less în loc de cat pentru a inspecta un fișier: vă este mult mai ușor să vă plimbați în interiorul fișierului și puteți folosi funcția search pentru a căuta în fișier. De asemeni, folosind less vă păstrați consola curată și puteți urmări mai ușor ce comenzi ați dat anterior și care au fost rezultatele acestora.

Folosim comanda cat în combinație cu alte comenzi pentru a extrage sau filtra conținutul anumitor fișiere. Comanda cat primește ca argument calea către unul sau mai multe fișiere și afișează pe ecran conținutul concatenat al acestora.

Un exemplu uzual este faptul că vrem să extragem informațiile despre starea memoriei sistemului din fișierul /proc/meminfo. Pentru aceasta rulăm comanda de mai jos:

student@uso:~$ cat /proc/meminfo | grep "Mem"
MemTotal:        2041248 kB
MemFree:          236092 kB
MemAvailable:     874420 kB

În exemplul de mai sus folosim cat pentru a oferi ca intrare conținutul fișierului /proc/meminfo utilitarului grep; cu utilitarul grep filtrăm conținutul după textul "Mem". Despre operatorul | vom vorbi mai jos.

Cu alte cuvinte, outputul comenzii cat /proc/meminfo, adică conținutul fișierului /proc/meminfo este textul pe care utilitarul grep îl prelucrează.

Exercițiu: Plecând de la exemplul de mai sus, extrageți din fișierul /proc/cpuinfo dimensiunea memoriei cache a procesorului vostru; filtrați conținutul după textul "cache".

Am văzut că utilitarul cat afișează întreg conținutul unui fișier. Există scenarii în care suntem interesați doar de începutul sau sfârșitul unui conținut. Pentru aceste cazuri putem folosi utilitarele:

• head - afișează primele 10 linii din conținut
• tail - afișează ultimele 10 linii din conținut

Așa cum am observat în capitolul despre procese, putem folosi utilitarul ps pentru a vedea care sunt procesele din sistem și ce resurse consumă acestea. Memoria sistemului este una dintre cele mai importante resurse; dacă sistemul nostru rămâne fără memorie disponibilă, tot sistemul este afectat: sistemul se va “mișca” mai greu, procesele se vor “mișca” mai greu sau pot chiar să își întrerupă activitatea. Știind acest lucru, suntem interesați să vedem care sunt primele zece procese care consumă cea mai multă memorie.

Folosim utilitarul ps pentru a afișa toate procesele din sistem:

student@uso:~$ ps -e -ouser,uid,pid,%mem,%cpu,rss,cmd --sort=%mem
 
USER       UID   PID %MEM %CPU   RSS CMD
root         0     2  0.0  0.0     0 [kthreadd]
 
[...]
 
student   1000  8338  3.0  0.0 61860 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory-subprocess --factory all --bus-name org.gnome.evolution.dataserver.Subprocess.Backend.Calendarx8307x2 --own-path /org/gnome/evolution/dataserver/Subprocess/Backend/Calendar/8307/2
student   1000  8307  3.1  0.0 64628 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory
root         0  1338  3.8  0.0 78880 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
student   1000  7782  3.9  0.0 81312 /usr/lib/xorg/Xorg vt1 -displayfd 3 -auth /run/user/1000/gdm/Xauthority -background none -noreset -keeptty -verbose 3
student   1000  8437  8.4  0.0 171916 /usr/bin/gnome-software --gapplication-service
student   1000  7938 18.0  0.1 368304 /usr/bin/gnome-shell

Am folosit opțiunea -ouser,uid,pid,%mem,%cpu,rss,cmd pentru a selecta coloanele pe care să le afișeze ps.

Am folosit opțiunea --sort cu argumentul %mem pentru a sorta procesele după procentul de memorie folosită.

Observăm că avem procesele sortate crescător după coloana %MEM. Folosim utilitarul tail pentru a extrage din rezultatul ps cele mai consumatoare zece procese:

student@uso:~$ ps -e -ouser,uid,pid,%mem,%cpu,rss,cmd --sort=%mem | tail
student   1000 12966  1.8  0.0 38216 /usr/lib/gnome-terminal/gnome-terminal-server
root         0  1074  2.2  0.0 45460 /usr/bin/containerd
student   1000  8274  2.3  0.0 48296 nautilus-desktop
root         0   336  2.6  0.0 53612 /lib/systemd/systemd-journald
student   1000  8338  3.0  0.0 61860 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory-subprocess --factory all --bus-name org.gnome.evolution.dataserver.Subprocess.Backend.Calendarx8307x2 --own-path /org/gnome/evolution/dataserver/Subprocess/Backend/Calendar/8307/2
student   1000  8307  3.1  0.0 64628 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory
root         0  1338  3.8  0.0 78880 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
student   1000  7782  3.9  0.0 81312 /usr/lib/xorg/Xorg vt1 -displayfd 3 -auth /run/user/1000/gdm/Xauthority -background none -noreset -keeptty -verbose 3
student   1000  8437  8.4  0.0 171916 /usr/bin/gnome-software --gapplication-service
student   1000  7938 18.0  0.1 368248 /usr/bin/gnome-shell

În acest moment am găsit răspunsul căutat, dar avem două mici neajunsuri:

• Ne lipsește antetul (aflat pe prima linie), așa că nu știm ce informații avem pe coloane
• Procesele sunt sortate crescător, a.î. cel mai consumator este ultimul; vrem să fie sortate descrescător

Rezolvăm cele două probleme prin intermediul opțiunii --sort: dacă punem un - (minus) în fața argumentului după care sortăm, o să sortăm descrescător. Rulăm comanda:

student@uso:~$ ps -e -ouser,uid,pid,%mem,%cpu,rss,cmd --sort=-%mem | less
USER       UID   PID %MEM %CPU   RSS CMD
student   1000  7938 18.0  0.1 368248 /usr/bin/gnome-shell
student   1000  8437  8.4  0.0 171916 /usr/bin/gnome-software --gapplication-service
student   1000  7782  3.9  0.0 81312 /usr/lib/xorg/Xorg vt1 -displayfd 3 -auth /run/user/1000/gdm/Xauthority -background none -noreset -keeptty -verbose 3
root         0  1338  3.8  0.0 78880 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
student   1000  8307  3.1  0.0 64628 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory
 
[...]

Observăm că acum avem formatul dorit. Ne mai rămâne să extragem primele 11 linii din rezultatul comenzii de mai sus; 11 deoarece prima este linia antetului iar următoarele zece sunt procesele de interes. Pentru aceasta utilizăm comanda head cu opțiunea -11 ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ ps -e -ouser,uid,pid,%mem,%cpu,rss,cmd --sort=-%mem | head -11
USER       UID   PID %MEM %CPU   RSS CMD
student   1000  7938 18.0  0.1 367952 /usr/bin/gnome-shell
student   1000  8437  8.4  0.0 171916 /usr/bin/gnome-software --gapplication-service
student   1000  7782  3.9  0.0 81312 /usr/lib/xorg/Xorg vt1 -displayfd 3 -auth /run/user/1000/gdm/Xauthority -background none -noreset -keeptty -verbose 3
root         0  1338  3.8  0.0 78880 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
student   1000  8307  3.1  0.0 64628 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory
student   1000  8338  3.0  0.0 61860 /usr/lib/evolution/evolution-calendar-factory-subprocess --factory all --bus-name org.gnome.evolution.dataserver.Subprocess.Backend.Calendarx8307x2 --own-path /org/gnome/evolution/dataserver/Subprocess/Backend/Calendar/8307/2
root         0   336  2.6  0.0 53612 /lib/systemd/systemd-journald
student   1000  8274  2.3  0.0 48296 nautilus-desktop
root         0  1074  2.2  0.0 45460 /usr/bin/containerd
student   1000 12966  1.8  0.0 38216 /usr/lib/gnome-terminal/gnome-terminal-server

1. Afișați primele zece procese sortate în funcție de memoria ocupată (Hint: RSS). Nu uitați să includeți antetul.
2. Afișați ultimele zece procese sortate în funcție de utilizarea procesorului (Hint: CPU). Nu uitați să includeți antetul.

Așa cum am văzut până în acest punct, majoritatea comenzilor Linux afișează o gamă largă de informații pe care apoi utilizatorul (adică noi) le filtrează pentru a extrage ceea ce îl interesează. La începutul acestui laborator, dar și de-a lungul materiei, am folosit utilitarul grep ca să filtrăm rezultatul unei comenzi.

Comanda grep este una dintre cele mai folosite în linia de comandă. Sintaxa de folosire a grep este următoarea:

SYNOPSIS
       grep [OPTIONS] PATTERN [FILE...]

grep caută PATTERN în lista de fișiere primită ca argument și afișează liniile care conțin PATTERN-ul căutat. Atunci când nu primește nici un fișier, citește text de la tastatură (intrarea standard) și afișează liniile care conțin PATTERN-ul căutat.

Până acum noi am utilizat grep după modelul de mai jos:

student@uso:~$ cat workspace/C/searching/binary_search.c | grep search
 * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
 * \param[in] arr array to search
 * \param l left index of search range
 * \param r right index of search range
 * \param x target value to search for
int binarysearch1(const int *arr, int l, int r, int x)
 
[...]

În exemplul de mai sus, operatorul | trimite textul afișat de comanda cat către intrarea standard a comenzii grep. Vom discuta mai multe despre acesta în secțiunea Înlănțuirea comenzilor în funcție de succes sau eșec.

Comanda următoare este echivalentă cu cea de mai sus:

student@uso:~$ grep search workspace/C/searching/binary_search.c
 * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
 * \param[in] arr array to search
 * \param l left index of search range
 * \param r right index of search range
 * \param x target value to search for
int binarysearch1(const int *arr, int l, int r, int x)
[...]

Observăm modul de folosire: grep PATTERN cale/către/fișier.

1. Căutați patternul “l” în fișierul binary_search.c, pentru a vedea unde este folosit parametrul left. Observați cât de multe rezultate irelevante ați găsit datorită faptului că am căutat doar caracterul l. Aici există o lecție de învățat. Numele variabilelor sunt foarte importante: nu fac doar codul mai ușor de înțeles, dar ajută și căutarea. Folosiți patternul “param l” în încercarea de a restrânge căutarea.
2. Căutați patternul “arr” în fișierul binary_search.c.
3. Căutați patternul “binarysearch1” în fișierul binary_search.c pentru a vedea cum este apelată funcția de căutare.

Folosim opțiunea -n pentru a afișa și numărul liniei care conține pattern-ul căutat:

student@uso:~$ grep -n search workspace/C/searching/binary_search.c
4: * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
14: * \param[in] arr array to search
15: * \param l left index of search range
16: * \param r right index of search range
17: * \param x target value to search for
21:int binarysearch1(const int *arr, int l, int r, int x)
[...]

Implicit, grep caută în mod case-sensitive patternul, așa cum putem observa din exemplul de mai jos:

student@uso:~$ grep Search workspace/C/searching/binary_search.c

Pentru a efectua căutarea textului în mod case-insesnsitive, folosim opțiunea -i, ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ grep -i Search workspace/C/searching/binary_search.c
 * search](https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm) of a target
 * \param[in] arr array to search
 * \param l left index of search range
 * \param r right index of search range
 * \param x target value to search for
int binarysearch1(const int *arr, int l, int r, int x)
[...]

Pentru a afișa toate liniile, mai puțin pe cele care conțin pattern, folosim opțiunea -v, ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ grep -v search workspace/C/searching/binary_search.c | less
/**
 * @file
 * @brief Program to perform [binary
 * value in a given *sorted* array.
 * @authors [James McDermott](https://github.com/theycallmemac) - recursive
 * algorithm
 * @authors [Krishna Vedala](https://github.com/kvedala) - iterative algorithm
 */
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
[...]

În căutările noastre de până acum, ca și în exemplele de mai sus, am presupus că știm în ce fișiere se găsește informația căutată de noi. Acest lucru este adevărat pentru fișiere din sistem cu informații bine cunoscute, cum ar fi /proc/meminfo, dar atunci când lucrăm cu un proiect nou, nu vom ști în ce fișiere să căutăm informația dorită. De exemplu, în cazul proiectului cu algoritmi implementați în C, noi am făcut presupunerea că vom găsi linii care conțin patternul search în fișierul workspace/C/searching/binary_search.c.

Atunci când nu știm în ce fișiere se află informația căutată, putem să-i spunem lui grep să caute recursiv prin toată ierarhia de fișiere dintr-un anumit director. Pentru a efectua o căutare recursivă folosim opțiunea -r, ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ grep -r search workspace/C/ | less
 
workspace/C/leetcode/src/700.c:struct TreeNode *searchBST(struct TreeNode *root, int val)
workspace/C/leetcode/src/700.c:        return searchBST(root->left, val);
workspace/C/leetcode/src/700.c:        return searchBST(root->right, val);
workspace/C/leetcode/src/35.c:int searchInsert(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/35.c:int searchInsert(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/35.c:        return searchInsert(nums, numsSize - 1, target);
workspace/C/leetcode/src/704.c:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/704.c:/* Another solution: Using bsearch() */
workspace/C/leetcode/src/704.c:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/704.c:    int *ret = bsearch(&target, nums, numsSize, sizeof(int), cmpint);
workspace/C/leetcode/README.md:|35|[Search Insert Position](https://leetcode.com/problems/search-insert-position/) | [C](./src/35.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:|108|[Convert Sorted Array to Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/convert-sorted-array-to-binary-search-tree/) | [C](./src/108.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:|109|[Convert Sorted List to Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/convert-sorted-list-to-binary-search-tree/) | [C](./src/109.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:|173|[Binary Search Tree Iterator](https://leetcode.com/problems/binary-search-tree-iterator/) | [C](./src/173.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:|700|[Search in a Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/search-in-a-binary-search-tree/) | [C](./src/700.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:|701|[Insert into a Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/insert-into-a-binary-search-tree/) | [C](./src/701.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:|704|[Binary Search](https://leetcode.com/problems/binary-search/) | [C](./src/704.c)|Easy|
workspace/C/DIRECTORY.md:    * [Binary Search Tree](https://github.com/TheAlgorithms/C/blob/master/data_structures/binary_trees/binary_search_tree.c)
workspace/C/DIRECTORY.md:  * [Binary Search](https://github.com/TheAlgorithms/C/blob/master/searching/binary_search.c)
workspace/C/DIRECTORY.md:  * [Fibonacci Search](https://github.com/TheAlgorithms/C/blob/master/searching/fibonacci_search.c)

De cele mai multe ori vom folosi opțiunile -n, -i și -r în aceelași timp. În cazul nostru de până acum, aceasta se traduce în:

student@uso:~$ grep -nri search workspace/C/ | less
 
workspace/C/leetcode/src/700.c:10:struct TreeNode *searchBST(struct TreeNode *root, int val)
workspace/C/leetcode/src/700.c:21:        return searchBST(root->left, val);
workspace/C/leetcode/src/700.c:25:        return searchBST(root->right, val);
workspace/C/leetcode/src/35.c:1:int searchInsert(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/35.c:18:int searchInsert(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/35.c:27:        return searchInsert(nums, numsSize - 1, target);
workspace/C/leetcode/src/704.c:1:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/704.c:23:/* Another solution: Using bsearch() */
workspace/C/leetcode/src/704.c:26:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/704.c:28:    int *ret = bsearch(&target, nums, numsSize, sizeof(int), cmpint);
workspace/C/leetcode/README.md:26:|35|[Search Insert Position](https://leetcode.com/problems/search-insert-position/) | [C](./src/35.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:35:|108|[Convert Sorted Array to Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/convert-sorted-array-to-binary-search-tree/) | [C](./src/108.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:36:|109|[Convert Sorted List to Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/convert-sorted-list-to-binary-search-tree/) | [C](./src/109.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:47:|173|[Binary Search Tree Iterator](https://leetcode.com/problems/binary-search-tree-iterator/) | [C](./src/173.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:78:|700|[Search in a Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/search-in-a-binary-search-tree/) | [C](./src/700.c)|Easy|
workspace/C/leetcode/README.md:79:|701|[Insert into a Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/insert-into-a-binary-search-tree/) | [C](./src/701.c)|Medium|
workspace/C/leetcode/README.md:80:|704|[Binary Search](https://leetcode.com/problems/binary-search/) | [C](./src/704.c)|Easy|
workspace/C/.github/pull_request_template.md:20:- [ ] Search previous suggestions before making a new one, as yours may be a duplicate.
workspace/C/DIRECTORY.md:31:    * [Binary Search Tree](https://github.com/TheAlgorithms/C/blob/master/data_structures/binary_trees/binary_search_tree.c)
workspace/C/DIRECTORY.md:338:## Searching
:

Astfel avem o căutare cât mai cuprinzătoare și putem folosi funcția de căutare în sesiunea interactivă less pentru a găsi linia și fișierul care ne interesează.

Din rezultatele căutărilor de mai sus observăm că grep caută patternul dat ca un subșir. Acest lucru se vede foarte ușor în rezultatul anterior:

student@uso:~$ grep -nri search workspace/C/ | less
 
workspace/C/leetcode/src/700.c:10:struct TreeNode *searchBST(struct TreeNode *root, int val)

Observăm că patternul search se regăsește în șirul *searchBST. Dacă dorim să căutăm cuvântul search folosim opțiunea -w (word) pentru a-i transmite utilitarului că patternul trebuie tratat ca un cuvânt, ca în exemplul de mai jos:

student@uso:~$ grep -nri -w "search" workspace/C/ | less
 
workspace/C/leetcode/src/704.c:1:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/src/704.c:26:int search(int *nums, int numsSize, int target)
workspace/C/leetcode/README.md:26:|35|[Search Insert Position](https://leetcode.com/problems/search-insert-position/) | [C](./src/35.c)|Easy|
[...]

Observăm că acum rezultatele conțin doar cuvântul search.

1. Găsiți toate fișierele care includ headerul stdio.h.
2. Găsiți toate aparițiile patternului binarySearch.
3. Găsiți toate aparițiile patternului quickSort.