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标签:C++

Linus:利用二级指针删除单向链表

Linus:利用二级指针删除单向链表

感谢网友full_of_bull投递此文(注:此文最初发表在这个这里,我对原文后半段修改了许多,并加入了插图)

Linus大婶在slashdot上回答一些编程爱好者的提问,其中一个人问他什么样的代码是他所喜好的,大婶表述了自己一些观点之后,举了一个指针的例子,解释了什么才是core low-level coding

下面是Linus的教学原文及翻译——

“At the opposite end of the spectrum, I actually wish more people understood the really core low-level kind of coding. Not big, complex stuff like the lockless name lookup, but simply good use of pointers-to-pointers etc. For example, I’ve seen too many people who delete a singly-linked list entry by keeping track of the “prev” entry, and then to delete the entry, doing something like。(在这段话的最后,我实际上希望更多的人了解什么是真正的核心底层代码。这并不像无锁文件名查询(注:可能是git源码里的设计)那样庞大、复杂,只是仅仅像诸如使用二级指针那样简单的技术。例如,我见过很多人在删除一个单项链表的时候,维护了一个”prev”表项指针,然后删除当前表项,就像这样)”

if (prev)
    prev->next = entry->next;
else
    list_head = entry->next;

and whenever I see code like that, I just go “This person doesn’t understand pointers”. And it’s sadly quite common.(当我看到这样的代码时,我就会想“这个人不了解指针”。令人难过的是这太常见了。)

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C/C++语言中闭包的探究及比较

C/C++语言中闭包的探究及比较

感谢投稿人 @思禽饮霜 

这里主要讨论的是C语言的扩展特性block。该特性是Apple为C、C++、Objective-C增加的扩展,让这些语言可以用类Lambda表达式的语法来创建闭包。前段时间,在对CoreData存取进行封装时(让开发人员可以更简洁快速地写相关代码),我对block机制有了进一步了解,觉得可以和C++ 11中的Lambda表达式相互印证,所以最近重新做了下整理,分享给大家。

0. 简单创建匿名函数

下面两段代码的作用都是创建匿名函数并调用,输出Hello, World语句。分别使用Objective-C和C++ 11:

^{ printf("Hello, World!\n"); } ();
[] { cout << "Hello, World" << endl; } ();

Lambda表达式的一个好处就是让开发人员可以在需要的时候临时创建函数,便捷。

在创建闭包(或者说Lambda函数)的语法上,Objective-C采用的是上尖号^,而C++ 11采用的是配对的方括号[]

不过“匿名函数”一词是针对程序员而言的,编译器还是采取了一定的命名规则。

比如下面Objective-C代码中的3个block,

#import <Foundation/Foundation.h>

int (^maxBlk)(int , int) = ^(int m, int n){ return m > n ? m : n; };

int main(int argc, const char * argv[])
{
    ^{ printf("Hello, World!\n"); } ();

    int i = 1024;
    void (^blk)(void) = ^{ printf("%d\n", i); };
    blk();

    return 0;
}

会产生对应的3个函数:

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无锁队列的实现

无锁队列的实现

————注:本文于2019年11月4日更新————

关于无锁队列的实现,网上有很多文章,虽然本文可能和那些文章有所重复,但是我还是想以我自己的方式把这些文章中的重要的知识点串起来和大家讲一讲这个技术。下面开始正文。

关于CAS等原子操作

在开始说无锁队列之前,我们需要知道一个很重要的技术就是CAS操作——Compare & Set,或是 Compare & Swap,现在几乎所有的CPU指令都支持CAS的原子操作,X86下对应的是 CMPXCHG 汇编指令。有了这个原子操作,我们就可以用其来实现各种无锁(lock free)的数据结构。

这个操作用C语言来描述就是下面这个样子:(代码来自Wikipedia的Compare And Swap词条)意思就是说,看一看内存*reg里的值是不是oldval,如果是的话,则对其赋值newval

int compare_and_swap (int* reg, int oldval, int newval)
{
  int old_reg_val = *reg;
  if (old_reg_val == oldval) {
     *reg = newval;
  }
  return old_reg_val;
}

我们可以看到,old_reg_val 总是返回,于是,我们可以在 compare_and_swap 操作之后对其进行测试,以查看它是否与 oldval相匹配,因为它可能有所不同,这意味着另一个并发线程已成功地竞争到 compare_and_swap 并成功将 reg 值从 oldval 更改为别的值了。

这个操作可以变种为返回bool值的形式(返回 bool值的好处在于,可以调用者知道有没有更新成功):

bool compare_and_swap (int *addr, int oldval, int newval)
{
  if ( *addr != oldval ) {
      return false;
  }
  *addr = newval;
  return true;
}

与CAS相似的还有下面的原子操作:(这些东西大家自己看Wikipedia,也没什么复杂的)

注:在实际的C/C++程序中,CAS的各种实现版本如下:

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GCC 用 C++ 来编译

GCC 用 C++ 来编译

GCC在2012年8月15日的时候,merge了一个patch – Merge from cxx-conversion branch,这意味着,以后在GCC的编译只能用C++的编译器了,也意味着,gcc的实现代码开始转向C++了。

你可能会有两个问题,

  • 一个问题是为什么GCC要转成C++的实现?
  • 没有C++的编译器,我怎么编译C++编译器的代码?这不是“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题么?

那,我们来看一看吧。

为什么要用C++

GNU的C++ Conversion文档中,我们可以在Background中看到这样的描述:

Whether we use C or C++, we need to try to ensure that interfaces are easy to understand, that the code is reasonably modular, that the internal documentation corresponds to the code, that it is possible for new developers to write new passes and to fix bugs. Those are the important issues for us to consider. The C++ features which are not present in C — features which are well documented in many books and many web sites — are not an important issue.

这句话的意思可以理解为,今天GCC在用C语言的实现已经有点hold不住了,因为,开发人员觉得,不管我们用C或C++,都需要努力确保接口是容易理解的,这样我们的代码是想当理性地被模块化的,这样内部文档和代码一致,这样可以更好地组织代码,这样有利于新人了fix-bug。而C++正好可以让他们更好的完成这些东西。

GNU还给出了下面这些理由:

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对技术的态度

对技术的态度

最近人品爆发,图灵社区,InfoQ,51CTO相继对我做了采访,前两天我把InfoQ对我的采访张贴了出来,今天,图灵社区和51CTO对我的采访发布了(图灵的访谈 ,51CTO的访谈),我是一个有技术焦虑症的人,我的经历比较特殊,对大家来说可能也没有什么意思,这两个采都有一些重叠的部分,不过有些观点我想再加强一些,并放在这里和大家一起分享一下。

对于日新月异的新技术,你是什么态度?

遇到新技术我会去了解,但不会把很大的精力放在这些技术(如:NoSQL,Node.js,等)。这些技术尚不成熟,只需要跟得住就可以了。技术十年以上可能是一个门槛。有人说技术更新换代很快,我一点儿都不觉得是这样想。虽然有不成熟的技术不断地涌出,但是成熟的技术,比如Unix,40多年,C,40多年,C++,30多年,TCP/IP,20多年,Java也有将近20年了……,所以,如果你着眼成熟的技术,其实并不多。

我的观点是——要了解技术就一定需要了解整个计算机的技术历史发展和进化路线。(这个观点,我在《程序员练级攻略》和《C++的坑多吗?》中提到过多次了。)因为,你要朝着球运动的轨迹去,而不是朝着球的位置去,要知道球的运动轨迹,你就需要知道它历史上是怎么跑的

如果要捋一个技术的脉络,70年代Unix的出现,是软件发展方面的一个里程碑,那个时期的C语言,也是语言方面的里程碑。(当时)所有的项目都在Unix/C上,全世界人都在用这两样东西写软件。Linux跟随的是Unix, Windows下的开发也是 C/C++。这时候出现的C++很自然就被大家接受了,企业级的系统很自然就会迁移到这上面,C++虽然接过了C的接力棒,但是它的问题是它没有一个企业方面的架构,而且太随意了,否则也不会有今天的Java。C++和C非常接近,它只不过是C的一个扩展,长年没有一个企业架构的框架。而Java在被发明后,被IBM把企业架构这部分的需求接了过来,J2EE的出现让C/C++捉襟见肘了,在语言进化上,还有Python/Ruby,后面还有了.NET,但可惜的是这只局限在Windows平台上。这些就是企业级软件方面语言层面就是C -> C++ -> Java这条主干,操作系统是Unix -> Linux/Windows这条主干,软件开发中需要了解的网络知识就是Ethernet -> IP -> TCP/UDP 这条主干。另外一条脉络就是互联网方面的(HTML/CSS/JS/LAMP…)。我是一个有技术忧虑症的人,这几条软件开发的主线一定不能放弃。

另外,从架构上来说,我们可以看到,

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C++的坑真的多吗?

C++的坑真的多吗?

先说明一下,我不希望本文变成语言争论贴。希望下面的文章能让我们客观理性地了解C++这个语言。(另,我觉得技术争论不要停留在非黑即白的二元价值观上,这样争论无非就是比谁的嗓门大,比哪一方的观点强,毫无价值。我们应该多看看技术是怎么演进的,怎么取舍的。)

事由

周五的时候,我在我的微博上发了一个贴说了一下一个网友给我发来的C++程序的规范和内存管理写的不是很好(后来我删除了,因为当事人要求),我并非批判,只是想说明其实程序员是需要一些“疫苗”的,并以此想开一个“程序员疫苗的网站”,结果,@简悦云风同学直接回复到:“不要用 C++ 直接用 C , 就没那么多坑了。”就把这个事带入了语言之争。

我又发了一条微博

@左耳朵耗子 新浪个人认证 : 说C++比C的坑更多的人我可以理解,但理性地思考一下。C语言的坑也不少啊,如果说C语言有90个坑,那么C++就是100个坑(另,我看很多人都把C语言上的坑也归到了C++上来),但是C++你得到的东西更多,封装,多态,继承扩展,泛型编程,智能指针,……,你得到了500%东西,但却只多了10%的坑,多值啊

结果引来了更多的回复(只节选了一些言论):

  • @淘宝褚霸也在微博里说:“自从5年前果断扔掉C++,改用了ansi c后,我的生活质量大大提升,没有各种坑坑我。
  • @Laruence在其微博里说: “我确实用不到, C语言灵活运用struct, 可以很好的满足这些需求.//@左耳朵耗子: 封装,继承,多态,模板,智能指针,这也用不到?这也学院派?//@Laruence: 问题是, 这些东西我都用不到… C语言是工程师搞的, C++是学院派搞的

那么,C++的坑真的多么?我还请大家理性地思考一下

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一个fork的面试题

一个fork的面试题

前两天有人问了个关于Unix的fork()系统调用的面试题,这个题正好是我大约十年前找工作时某公司问我的一个题,我觉得比较有趣,写篇文章与大家分享一下。这个题是这样的:

题目:请问下面的程序一共输出多少个“-”?

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("-");
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;
}

如果你对fork()的机制比较熟悉的话,这个题并不难,输出应该是6个“-”,但是,实际上这个程序会很tricky地输出8个“-”。

要讲清这个题,我们首先需要知道fork()系统调用的特性,

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代码执行的效率

代码执行的效率

在《性能调优攻略》里,我说过,要调优性需要找到程序中的Hotspot,也就是被调用最多的地方,这种地方,只要你能优化一点点,你的性能就会有质的提高。在这里我给大家举三个关于代码执行效率的例子(它们都来自于网上)

第一个例子

PHP中Getter和Setter的效率来源reddit

这个例子比较简单,你可以跳过。

考虑下面的PHP代码:我们可看到,使用Getter/Setter的方式,性能要比直接读写成员变量要差一倍以上。

<?php
	//dog_naive.php

	class dog {
		public $name = "";
		public function setName($name) {
			$this-&gt;name = $name;
		}
		public function getName() {
			return $this-&gt;name;
		}
	}

	$rover = new dog();
        //通过Getter/Setter方式
	for ($x=0; $x<10; $x++) {
		$t = microtime(true);
		for ($i=0; $i<1000000; $i++) {
			$rover->setName("rover");
			$n = $rover->getName();
		}
		echo microtime(true) - $t;
		echo "\n";
	}
        //直接存取变量方式
        for ($x=0; $x<10; $x++) {
		$t = microtime(true);
		for($i=0; $i<1000000; $i++) {
			$rover->name = "rover";
			$n = $rover->name;
		}
		echo microtime(true) - $t;
		echo "\n";
	}
?>

这个并没有什么稀,因为有函数调用的开销,函数调用需要压栈出栈,需要传值,有时还要需要中断,要干的事太多了。所以,代码多了,效率自然就慢了。所有的语言都这个德行,这就是为什么C++要引入inline的原因。而且Java在打开优化的时候也可以优化之。但是对于动态语言来说,这个事就变得有点困难了。

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少即是极多

少即是极多

感谢网友 @innocentim (Twitter) 投稿

这是一篇翻译练习。力图保留原意。若有不准确处,求速速指出。猛击此处(墙)看原文。作者为Rob Pike,贝尔实验室来的大牛,现在就职于Google。他主导了Go语言的创建工作。下面是正文——

——————————————正文分隔线——————————————

这是我在2012年6月的Go SF上演讲的文本。

这是一个个人演讲。 我承认,虽然面前的团队让Go诞生并延续,但是我的观点并不代表任何其他Go语言小组成员的意见。 我也想感谢Go SF的组织者提供这个和你们交流的机会。

几星期前我被问起:“你在推出Go的过程中遇到的最大的惊奇是什么?”我立即意识到了答案: 虽然我们希望C++程序员意识到Go是个较好的选择,但是令人意外的是,大多数Go程序员来自Python和Ruby这样的动态语言,而很少有来自C++的。

我们——Ken,Robert和我——是C++程序员(译者: Ken也用C++?),当时在为解决我们所写的这类软件产生的问题设计一个新的语言。 这似乎有点自相矛盾,因为别的C++程序员根本不关心这些问题,更不会去设计一个语言。

我今天想说的是关于那些激发我们创造Go的事情,和为什么它本不应令我们如此惊讶。 我保证这些内容更多与Go相关而不是C++,所以即使你不很了解C++你也能跟得上。

回答可以这样归结: 你认为”少即是多”呢,还是”少就是少”?

这里有个比喻,将以真实故事的形式给出。 贝尔实验室中心原来发放3位数号码: 物理研究是111,计算科学研究是127,如此这般。 1980年代早期,一个便笺飞过来说”鉴于你们对研究的理解有所加深,将为你们的号码多加上一位,以便更好地体现你们的工作”。 所以我们中心的号码变成了1127。 Ron Hardin半当真地开玩笑说如果我们真的理解我们的世界更好一点的话,我们将丢掉一位数字,将127变成27。 当然主管没听到这个笑话(这也不是我们希望的),但是我想这里面有点值得思考的东西。 少即是多。 你理解得越好,你将变得越简洁。

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Why C++ ? 王者归来

Why C++ ? 王者归来

因为又有人邀请我去Quora的C2C网站去回答问题去了,这回是 关于 @laiyonghao 的这篇有点争议的博文《2012 不宜进入的三个技术点》ActionScript,Thread 和 C++, C++争议的争议最大。(要我说,.NET比C++更需要慎重进入,呵)。我就在这里回复一下这个问题吧。

正好我一个月前看到一个视频,这个演讲视频还比较著名,这个演讲者是Exceptional C++ C++ Coding Standards 的作者,还是ISO C++ 委员会的Chair,C++/CLI首席架构师,还是Microsoft的软件架构师,他叫Herb Sutter,他的这个演讲视频是 C++ and Beyond 2011上的一次公开演讲,题目是——Why C++? (如果你觉得那里的视频比较慢,你可以看优酷上的视频)(英文听力好的同学可以看一样,因为都没有中文字幕)

我觉得这篇文章就足够可以说明很多问题了,所以,我把Herb的演讲幻灯片截了几页放到这里,并做上一些注释,算是一个演讲内容摘要吧。

1) 为什么C++?因为 Performance per $,也就是说performance 就是钱,这个分成三个方面,

  • 耗电,芯片的耗电量,移动设备的耗电量,家用电脑的耗电量都和钱有关系。
  • 资源,家用电脑和移动设备上的处理器资源有限,因为要让一般消费者买的起。
  • 体验,在更小的设备上会有更好的体验,有更好的体验就可以挣更多的钱。

移动设备上的耗电量相信用过智能手机的人都知道吧,Android手机的耗电量实在是太大了。就算是iPhone在开启Wifi和3G的情况下耗电量也很快。

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