158SHI的博客_C,数据结构&算法,Linux原创

C语言指针统览

前言本文对C语言指针和指针使用时的问题做一个概览性的总结，并对一些值得探讨的问题进行讨论。阅读本文，读者能达到统览C语言指针的目的。以下的讨论只针对32/64位机器。指针纲领：什么是指针要知道什么是指针，就要先了解内存的编址方法。内存的编址存储器由一块块的空间（存储单元）组成，为了方便寻找到每一块空间，我们需要对每一个空间进行标识——内存编址。字节(Byte)是讨论内存空间时的基本单位，每个存储单

内存编址

指针变量

野指针

回调函数

转移表

置顶原创推荐 2023-01-11 17:52:19 1896 阅读 2点赞 1收藏 2评论

TCP/IP协议栈_传输层_UDP和TCP

在TCP/IP协议栈层面，在进行网络通信的两台主机之间建立逻辑通路是传输层的一个重要工作，这种逻辑通路的建立，一方面通过IP协议中的源IP和目的IP将两台主机联系起来，另一方面通过传输层协议中的源端口号和目的端口号将两台主机上唯一的进程联系起来。在IP协议的首部中会包含传输层的协议号，以区分使用的是哪一个传输层协议。站在传输层的角度，可以认为传输层制定了数据向对方主机发送的策略，例如TCP协议会有

拥塞控制

滑动窗口

UDP

TCP

TCP/IP协议栈

原创精选 9天前 223 阅读 2评论

网络原理概述和Socket

网络概述随着计算机的普及，各个独立计算机之间进行通信的需求开始变得重要。计算机的工作本质是对数据进行处理并对结果进行输出，在实际工作中，很可能会遇到一台计算机输出的结果，需要作为另一台计算机的输入，并进行其他处理的情景，在计算机网络出现之前，这往往需要人在多台计算机之间来回走动仪完成工作，其效率可想而知。当最初的网络出现后，这种计算机之间的数据往来就可以通过某种网络媒介传送，速度快，距离远。随着历

协议分层

socket

UDP

TCP

计算机网络

原创精选 3月前 160 阅读

Linux线程控制

线程概念操作系统中的线程线程(thread)是进程内部的一个执行序列。可以将线程理解为进程的进一步细分，一个进程至少有一个执行流，这也是之前所讨论的单线程进程。将进程进一步细分的原因有很多，一方面，每个线程都可以看作一个独立的执行流，并且这些执行流是共享进程中的相当一部分资源的，即一个进程中的所有线程都可以天然进行通信，这是单纯的多进程所不具备的；另一方面，线程更加轻量级，创建、回收和调度一个线程

线程

Linux

POSIX pthread

tid

页表

原创精选 5月前 237 阅读 2点赞

Linux进程信号

信号概述信号是消息的载体，进程信号用于通知进程发生了某种情况。在现实生活中，我们是通过以下方式让认识信号的：第一，我们可以识别信号，知道信号的到来并对其进行区分；第二，我们知道信号的应对、处理方式；第三，我们在某些情况下可以记住信号。在计算机中，进程作为用户的代表，也应该具有与上述类似的特性和功能：进程必须能够识别、处理信号。即使没有收到信号，进程也应该知道各个信号的处理方法，处理信号的能力，属于

Linux

进程信号

SIGCHLD信号

内核态与用户态

信号集

原创精选 5月前 418 阅读 1收藏

System V进程间通信标准在内核中的体现

本文首先对System V信号量的原理进行讨论，由于System V信号量的接口过于复杂，并且被使用的较少，所以不再讨论相关接口，而是在线程部分对POSIX信号量的接口做详细介绍。然后对System V的相关内核数据结构进行展示，体现内核对System V通信的统一管理。System V 信号量原理锁在共享内存通信中，有时会出现这样的情况：写进程A还未完全写入数据，读进程B就提前读取数据，这时进程

进程间通信

信号量

Linux内核

原创精选 6月前 169 阅读

Linux进程间通信_共享内存和消息队列

本文对System V标准的共享内存和消息队列这两种进程间通信方式进行讨论，涉及原理、系统调用接口以及相关的内核数据结构。System V 共享内存基本原理进程间通信必须要让不同的进程看到同一份内存资源，因为进程具有独立性，所以这份内存资源是操作系统提供的，接口是由操作系统设计的。顾名思义，共享内存就是让不同的进程看到同一块内存空间，对这块内存空间的申请、释放、挂接和控制，都必须借助系统调用接口来

进程间通信

System V

共享内存

消息队列

Linux内核

原创精选 6月前 439 阅读

Linux进程间通信_管道

进程间通信概述在开发过程中，有时会需要进程间进行一些交流和互动，比如一个进程向另一个进程发送数据、发送命令、发送通知或进行某种协同，进程之间的这些行为，其实是在进行进程间通信。进程间通信，即是让多个进程之间可以实现数据层面的交互。由于进程的独立性，进程间通信的成本并不低。进程间通信，本质是让不同的进程的进程看到同一份“资源”，这份“资源”是系统中特定形式的内存空间，而且“资源”的提供者不能是任意一

进程间通信

管道

进程池

单例模式

系统调用接口

原创精选 7月前 549 阅读

Linux库与装载

Linux下的链接库包括静态链接库和动态链接库，本文首先从库的制作者角度讨论两种库的制作方法，再从库的使用者角度讨论两种库的使用方法。最后会重点讨论动态库的加载过程。为了更清晰地展现整个过程，本文的代码都以C/C++语言为例。静态库原理、制作和发布C/C++语言的编译包含三个阶段：预编译(.c/.cpp -> -i) 这个过程会对源代码做文本处理，进行宏替换和去掉注释。编译(.i -&

链接库

可执行文件的加载

动态库的加载

位置无关码

库的制作

原创精选 7月前 310 阅读

Linux文件系统(以ext2为例)

所有的计算机程序都需要存储和检索信息。长期存储信息有三个基本要求：能够存储大量信息。存储必须持久化。多个进程可以并发访问这些信息。这些任务一般由磁盘来进行。虽然固态硬盘在近年逐渐流行，但传统磁盘依然是存储大量数据的首选。本文只针对磁盘，不对固态硬盘进行讨论。使用磁盘来存储数据，必须要解决三个基本问题：检索问题(路径问题)，即如何快速找到信息。权限问题，例如防止一个用户读取其他用户的信息。存储问题，

Linux

文件系统

ext2

文件链接

磁盘

原创精选 8月前 258 阅读

Linux文件IO

在Linux下，一切皆文件，而文件无非是被打开的文件与未被打开的文件。冯·诺依曼体系决定了，若要对磁盘上的文件进行读写，必须首先将其加载到内存中，所以被打开与未被打开文件之间最大的区别即为是否在内存中有一块属于自己的内存空间与相关的内存数据结构。在这篇文章中，我们讨论的即是被打开的文件，即是被加载到内存中的文件，即是文件的IO。本文会从之前讨论过的C语言的文件IO函数讲起，然后过渡到Linux有关

标准IO库

系统调用

重定向

缓冲区

Linux内核

原创精选 9月前 312 阅读

Linux平台下的进程控制

进程创建关于进程的创建，在Linux进程状态与进程优先级部分已进行过讨论，为了保证文章的完整性，这里再进行简述。在linux平台下，创建进程有两种方式：运行指令和使用系统调用接口，前者是在指令层面创建进程，后者是在代码层面创建进程。在C/C++代码中，使用 fork(2) 创建子进程，fork(2)的工作有3步：创建进程、填充进程内核数据结构和值返回，fork(2) 在值返回时分别在父、子进程中返

进程控制

进程终止

进程等待

非阻塞轮询

程序替换

原创精选 9月前 471 阅读

Linux平台下的进程地址空间

“地址空间”在之前讨论C++内存管理，以及平常写C/C++程序时，有如下的存储空间布局：虽然不是所有的实例都按照上图所示的分区排布，但这是一种最典型的做法，足以说明问题。这个示意图与在C++内存管理中所示的相似，但还是需要说明一下：(方便起见，暂时将这个空间称为程序的“地址空间”)在32位机器下，地址空间的范围是[0, 232)，这是由地址总线排列组合的范围决定的。地址空间被大体划分为两个部分：内

进程地址空间

页表

缺页中断

环境变量

进程的独立性

原创精选 9月前 443 阅读

C++11 常用新功能&新特性汇总 #C++

C++11概览自从1998年C++第一个标准定档以来，作为C++真正意义上的第二个大标准，C++11带来了数量巨大的变化，其中包含140多个新特性，以及600多个针对 C++98/03 的缺陷修正。C++11能更好地用于系统开发和库开发，语法更加泛化和简单化，更加稳定和安全，在保证功能强大的同时提高开发效率。C++11也有很多不完善的地方，除此之外，还有很多鸡肋的、被人吐槽的新特性和功能。本文只对

右值引用的移动语义

lambda表达式

包装器

可变模板参数

原创精选 10月前 820 阅读 2点赞 5收藏

基于hash_table对STL unordered系列容器的封装 #C++

概述本文对hash_table进行封装，以模仿SGI STL对unordered系列容器进行简单实现，旨在加深对C++封装与泛型技法的体会与理解。阅读本文之前，建议先对哈希表进行学习。unordered_map与map一样，unordered_map的所有元素类型都是pair，pair的第一个成员为Key，第二个成员为Value。因为Key在任何情况下都不允许被修改，所以Key在pair中其实是被

unordered_map

unordered_set

封装

STL

原创 10月前 175 阅读

基于rb_tree对STL set&map的封装 #C++

概述本文模仿SGI STL对红黑树进行封装，以实现简单的 set 和 map。本文的目的不是造一个更好的轮子，而是加深对C++封装与泛型技法的体会与理解。阅读本文之前，建议先对红黑树进行学习。map因为map的实现更具代表性，所以先对map进行讨论。map的所有元素都会根据的元素的键值自动被“排序”，通过对红黑树的了解，这种“排序”其实是通过对二叉搜索树的中序遍历体现的。map的所有元素类型都是p

map

set

rb_tree

STL

原创 10月前 129 阅读

位图&布隆过滤器剖析 #C++

位图位图概述位图(bit set)中存储位(bit)，每个元素只有两个可能值，1/0 或者 true/false。与bool数组相比，位图的空间开销更小，每个元素占据 1bit 空间，是C++最小内置类型char的八分之一。位图是哈希思想衍生出的容器，在完成哈希表判断元素存在功能的同时，极大地节省了所需的内存空间。位图的每个位都可以被单独访问，例如给定一个位图bitSet, 则 bitSet[3]

位图

布隆过滤器

假阳性

假阴性

误判率

原创精选 11月前 499 阅读

关联式数据结构_哈希表剖析 #C++

哈希概述哈希(hash)又称散列，其基本想法是，将存储的值与其存储位置建立某种映射，因此哈希的查找效率非常高，是一种支持常数平均时间查找的结构。与红黑树相比，哈希的效率表现是以统计为基础的，不需要依赖输入数据的随机性。建立值-址映射建立哈希结构的第一步是将“值”(数据)与“址”(存储位置，即下标)联系起来，便于利用“值”快速找到对应的元素。直接定址和除留余数是两种常用的映射方式，为了按索引快速访问

哈希

哈希碰撞

哈希函数

开放定址法

开散列

原创精选 11月前 285 阅读

关联式数据结构_红黑树剖析 #C++

红黑树的性质和定义红黑树的性质红黑树是一种平衡搜索二叉树。红黑树的每个节点存储了一个标记颜色的变量(红色或黑色)，通过对任意一条从根到叶子结点的路径中节点着色方式的限制，使树的最长路径不超过最短路径的两倍，因而红黑树处于一种近似平衡的状态。与AVL树相比，红黑的平衡条件更宽松，旋转的次数更少，因此在频繁插入删除的情况下，红黑树的性能比AVL树好。红黑树具有以下性质：根(_root)节点是黑色的；每

红黑树

红黑树的调整

红黑树的判断

迭代器

原创精选 2023-09-19 12:29:46 429 阅读

以AVL树为例的二叉搜索树旋转剖析

AVL树AVL树的定义和性质在输入值不够随机，或者经过某些插入或删除操作时，二叉搜索树会失去平衡，降低搜索效率，极端情况下，当插入数据接近有序时，二叉搜索树会退化为链表，导致搜索效率近似下降为O(N)。为了尽量保证二叉搜索树的平衡，两位俄罗斯的数学家 G.M.Adelson-Velskii 和 E.M.Landis 在1962年发明了AVL树。AVL树是一种平衡搜索二叉树，其具有以下性质：它的左右

AVL树

旋转

原创精选 2023-09-14 13:42:33 481 阅读

Linux进程状态与进程优先级

Linux进程概念与管理方式Linux下的进程冯·诺依曼计算机体系结构决定了，一个程序只有被加载到内存中才能被 CPU 执行。粗浅来说，一个可执行程序被加载到内存中，即成为一个进程，但这种说法是不完全正确的。在 Linux 中，一个进程包括两部分：可执行程序的代码、数据和与这个可执行程序相对应的 PCB，即进程 = 代码和数据 + PCB。PCB(process ctronl block) 即进程

Linux进程

进程优先级

优先级调度

原创精选 2023-09-04 16:29:59 560 阅读 1收藏

普通二叉搜索树剖析

二叉搜索树概述二叉搜索树是一种具有特殊性质的二叉树。二叉搜索树可以是一棵空树，若不为空树，其：若左子树不为空，则左子树所有的节点值小于根节点值；若右子树不为空，则右子树所有的节点值大于根节点值。与二叉树一样，二叉搜索树也是递归定义的，二叉搜索树的左右子树都是二叉搜索树。二叉搜索树的结构二叉搜索树的结构是一棵二叉树，其左子树的节点值都小于根节点值，右子树的节点值都大于根节点值。二叉搜索树使用链式结构

二叉搜索树

C++

迭代

递归

原创 2023-08-17 22:14:17 127 阅读

C++类和对象_多态

虚函数被virtual修饰的成员函数被称为虚函数，虚函数的地址会被纳入类的虚函数表(virtual function table)。inline 和 virtual不会同时生效，用virtual修饰内联函数时，编译器会忽视函数的内联属性，此时函数不再是内联。虚函数一定不是内联函数。虚函数的重写子类继承父类，并有一个与父类形式相同(函数名、参数、返回值)的虚函数，称子类重写了父类的虚函数。虚函数被重

虚函数

虚函数表

纯虚函数

抽象类

重写

原创 2023-08-08 22:09:59 111 阅读

C++类和对象_继承

继承概述作为面向对象的三大特性之一，继承(inheritance)是面向对象编程中代码复用的一种重要手段。继承是类设计层面的一种复用，它允许在保证原有类性质不变的基础上对其进行扩展新的属性和功能，产生新的类。例如，在类 person 中定义关于 ‘人’ 的基本属性和行为，以 person 为基础扩展出特定人群的特殊属性和行为，即产生了一个新的类，这即是继承的基本思想。被继承的类称为父类(基类)，继

多继承

菱形继承

菱形虚拟继承

原创 2023-08-07 21:36:39 103 阅读

STL迭代器适配器reverse_iterator剖析 #C++

迭代器适配器(iterator adapters)迭代器适配器是迭代器应用于迭代器的产物，包括 insert iterator, reverse iterator 和 iostream iterator。迭代器适配器本质是对容器或一般迭代器进行封装，以使其更加符合需求。reverse_iterator概述reverse_iterator 可以将一般迭代器的行进方向进行逆转，使operator++

迭代器

适配器

封装

原创 2023-08-07 12:41:19 87 阅读

STL priority_queue剖析 #C++

priority_queue概述priority_queue 即优先级队列，是一个具有权值观念的容器。priority_queue 完全以底部容器为根据，并额外加上了堆的处理规则，以保证 priority_queue 的堆序性质。与 stack 和 queue 一样，priority_queue是一种容器适配器。本文以C++泛型技法对 priority_queue 进行实现，关于优先队列的结构和性

优先队列

仿函数

STL

原创 2023-07-24 18:38:29 71 阅读

STL容器适配器stack&queue剖析 #C++

容器适配器(Container adapters)作为 STL 六大组件之一，适配器(adapter) 承担着各个组件间的转换和灵活组合功能。适配器本质上是一种封装，将某些既有组件进行组合封装，以得到新组件或者实现新功能。将适配器应用于容器，则称其为容器适配器(container adapters)。容器适配器是对已有容器的封装，stack 和 queue 是 STL 中的两个容器适配器

容器适配器

栈和队列

原创 2023-07-23 22:01:17 114 阅读

list类详解和模拟实现 #C++

结构和定义list 的结构是一种带头双向循环链表，与单向不循环链表相比，双向循环链表找尾节点和进行节点操作时更方便快捷，哨兵位的设置也便于维护整个链表。与单向链表相似，双向链表的物理结构是离散的，可以参考数据结构_单向链表。维护链表时，只需要维护头结点即可，即对于带头链表来说，只需要维护哨兵位节点即可。本文参考SGI STL模拟实现一个功能类似的 list 类，以达到深入学习的目的。链表的节点定义

STL

带头双向循环链表

迭代器失效问题

原创 2023-07-22 21:28:51 123 阅读

vector类详解和模拟实现 #C++

定义和结构作为一种序列式容器，vector的结构和操作与数组非常相似，不同之处在于vector对内存空间使用的灵活性，由于可以进行容量检测和扩容，vector极大提高了内存的利用率。同时，模板的使用可以使用户便捷地进行各种类型数据的存取和操作。本文参考SGI STL实现一个功能相似的vector容器，以达到深入学习的目的。vector的逻辑结构和物理结构都是连续的，这点在数据结构_顺序表中已做了详

vector

迭代器失效

原创 2023-07-17 17:59:35 81 阅读

string类详解和模拟实现 #C++

定义和结构对字符串的使用和操作往往非常频繁，在C++中，为了便于对字符串进行管理，引入了string类。string类是basic_string类模板的一个实例：有typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string。string类的存储结构其实是一个顺序表，与C语言传统字符串的使用相比，用string类对字符串进行管理，往

string

引用计数

写时拷贝

原创 2023-07-09 16:11:30 150 阅读

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