引言 - 为寻一颗明星
为要寻一颗明星 徐志摩 1924年12月1日《晨报六周年纪念增刊》 我骑著一匹拐腿的瞎马， 向著黑夜里加鞭；—— 向著黑夜里加鞭， 我跨著一匹拐腿的瞎马。// 我冲入这黑绵绵的昏夜， 为要寻一颗明星；—— 为要寻一颗明星， 我冲入这黑茫茫的荒野。// 累坏了，累坏了我胯下的牲口， 那明星还不出现；—— 那明星还不出现， 累坏了，累坏了马鞍上的身手。// 这回天上透出了水晶似的光明， 荒野里倒著一只牲口， 黑夜里躺著一具尸首。—— 这回天上透出了水晶似的光明！//
{ 风 : http://music.163.com/#/song?id=5276735 }
前言 - 有点扯
C基本是程序生涯的入门语言. 虽说简单, 但已经断层了. 估计是不合时宜吧.
工作中也就在网络层框架会看见部分C的影子. 自己用C开发久了, 发现C一个弊端是 当一个项目超过 2千行 x 10 时候用C协作
非常难受. C风格是个自由的英雄主义表现.
但是 真实的生活如dota, 我们不是 hero 而只是 那个小兵, 时来运转会成为超级兵. 哈哈.
但这不重要, 喜欢就好.
生活不止眼前的苟且 ... ...
好那我们开始,看看那些关于C基础的活化石. 真想问 <<C程序设计>> 这门课你真的学好了吗?
正文 - 有点难
1. int i = 0; ++i 一直继续会怎样?
我们先看这样的测试代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
* 测试 int 的最大值
*/
int main(void) {
int id = 0x7fffffff;
printf("-1 = %x\n", -1);
printf("id = %d\n", id);
++id;
printf("id = %d\n", id);
id += 0x7fffffff;
printf("id = %d\n", id);
id += 0x7fffffff;
printf("id = %d\n", id);
system("pause");
return 0;
}
你能算明白测试结果吗, 如果可以说明你计算机组成原理学的很好. 运行截图如下
因而 我们得到 int i = 0; ++i 一直继续的 会是 0->INT_MAX->INT_MIN->0 这样循环的. 例如 skynet 存在这个使用错误
int id = __sync_add_and_fetch(&(ss->alloc_id), 1);
if (id < 0) {
id = __sync_and_and_fetch(&(ss->alloc_id), 0x7fffffff);
}
原作者希望 再从 0开始 , 但却忘了
#define INT_MIN (-2147483647 - 1) // minimum (signed) int value #define INT_MAX 2147483647 // maximum (signed) int value
对于 signed MAX + MIN = -1 , 因为计算机中 正数从0开始, 负数从-1开始.
2. 添加双引号 的宏用法
看下面代码
// 添加双引号的宏 #ifdef _API_MEM # define STRINIFY_(S) #S # define STRINIFY(S) STRINIFY_(S) # include STRINIFY(_API_MEM) # undef STRINIFY # undef STRINIFY_ #endif
有些工程中使用上面代码, 来动态的导入头文件. 核心在于 STRINIFY_ 和 STRINIFY 两个宏使用. 我们测试一下
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
# define STRINIFY_(S) #S
# define STRINIFY(S) STRINIFY_(S)
#define _API_MEM api.h
// 测试添加双引号宏
int main(void) {
puts(STRINIFY_(_API_MEM));
puts(STRINIFY(_API_MEM));
system("pause");
return 0;
}
运行结果是
通过这个发现, 如果直接用 STRINIFY_ 不会将参数展开了. 这也是一个C行业淫荡的技巧了. 但是觉得大巧若拙
个人觉得 最好做法是
#define _API_MEM "api.h" #ifdef _API_MEM # include _API_MEM #endif
3. 除了sizeof, 其实还有 offsetof
直接看例子
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>
#include <stdbool.h>
#define UDP_ADDRESS_SIZE 19 // ipv6 128bit + port 16 bit + 1 byte type
struct write_buffer {
struct write_buffer* next;
void* buffer;
char* ptr;
int sz;
bool userobject;
uint8_t udp_address[UDP_ADDRESS_SIZE];
};
/*
* 测试 宏 offsetof
*/
int main(int argc, char* argv[]) {
printf("offsetof(struct write_buffer, udp_address[0]) = %d\n", offsetof(struct write_buffer, udp_address[0]));
printf("offsetof(struct write_buffer, udp_address) = %d\n", offsetof(struct write_buffer, udp_address));
system("pause");
return 0;
}
运行的结果如下
通过上面 可以知道 offsetof 其实计算的是结构体中字段的偏移量. 关于结构体的内存计算基础能力, 必须要掌握的. 洞悉内存结构很重要.
其实 offsetof 是 stddef.h 中定义的一个 宏 如下
#define offsetof(s,m) ((size_t)&(((s*)0)->m))
是不是很清爽. 就是这样, 没事简单的.
其实上面代码还隐含一个 关于 数组的 细节 . int a[10]; &a[0] == a == &a 地址是相同的.
4. 如何构造一个只能在堆上分配结构体?
//堆上 声明结构体
struct request_open {
int id;
int port;
uintptr_t opaque;
char host[];
};
就是上面那样, 加了[], 表示不完全类型. 只能在堆上分配内存. 使用方法.
struct request_open *open = malloc(sizeof(struct request_open) + sizeof(char) * 19);
这种结构一般在底层库会看见. 一些老的程序员喜欢这么写
//堆上 声明结构体
struct request_open {
int id;
int port;
uintptr_t opaque;
char host[0];
};
或
//堆上 声明结构体
struct request_open {
int id;
int port;
uintptr_t opaque;
char host[1];
};
因为老的编译器不支持 char host[]; 后面标准加了. 后来没改过习惯.
5. 如何构造一个在栈上初始化的指针变量
说的不好明白, 或者这么问, 下面定义的类型怎么解.
struct cstring_data {
char* cstr; //保存字符串的内容
uint32_t hash; //字符串hash,如果是栈上的保存大小
uint16_t type; //主要看 _INT_STRING_* 宏,默认0表示临时串
uint16_t ref; //引用的个数, 在 type == 0时候才有用
};
typedef struct _cstring_buffer {
struct cstring_data* str;
} cstring_buffer[1]; //这个cstring_buffer是一个在栈上分配的的指针类型
上面也是底层库中会遇到一个技巧.
当声明cstring_buffer cb; 后.可以直接cb->str调用它,
当 cb 传入到 函数中. 仍然可以 cb->str. 可以理解为这个值是栈上的但是可以当指针变量用法去使用. 看下面也许好理解
typedef struct _jmp_buf {
int _jb[_JBLEN + 1];
} jmp_buf[1];
这个是 setjmp.h 里的一行定义，把一个 struct 定义成一个数组。
这样，在声明 jmp_buf 的时候，可以把数据分配到堆栈上。但是作为参数传递的时候则作为一个指针.
扩展一下阅读理解可以看下面. 应该可以知道为什么这么搞.
//特殊的数组 声明结构体
#define _INT_STRING_ONSTACK (4) //标识 字符串分配在栈上
//0 潜在 标识,这个字符串可以被回收,游离态
#define _INT_ONSTACK (128) //栈上内存大小
struct cstring_data {
char* cstr; //保存字符串的内容
uint32_t hash; //字符串hash,如果是栈上的保存大小
uint16_t type; //主要看 _INT_STRING_* 宏,默认0表示临时串
uint16_t ref; //引用的个数, 在 type == 0时候才有用
};
typedef struct _cstring_buffer {
struct cstring_data* str;
} cstring_buffer[1]; //这个cstring_buffer是一个在栈上分配的的指针类型
/*
* v : 是一个变量名
*
* 构建一个 分配在栈上的字符串.
* 对于 cstring_buffer 临时串,都需要用这个 宏声明创建声明,
* 之后可以用 CSTRING_CLOSE 关闭和销毁这个变量,防止这个变量变成临时串
*/
#define CSTRING_BUFFER(v) char v##_cstring[_INT_ONSTACK] = { ‘\0‘ }; struct cstring_data v##_cstring_data = { v##_cstring, 0, _INT_STRING_ONSTACK, 0 }; cstring_buffer v; v->str = &v##_cstring_data;
6. 那些年总有个align字段进行内存对齐
/*字节对齐的类型Align,为了优化CPU读取*/
typedef union {
long l_dummy;
double d_dummy;
void *p_dummy;
} Align;
/*标志大小,默认是4字节*/
#define MARK_SIZE (4)
/*内存块头结点,双向链表结点size,filename,line都是为了调试添加的调试信息.prev和next是双向链表的核心*/
typedef struct {
int size;
char *filename;
int line;
Header *prev;
Header *next;
unsigned char mark[MARK_SIZE];
} HeaderStruct;
/*Align类型的字节大小*/
#define ALIGN_SIZE (sizeof(Align))
/*这是个不错的技巧,求最小的n使得n*ALIGN_SIZE>=val成立,n,val,ALIGN_SIZE都属于自然数*/
#define revalue_up_align(val) ((val) ? (((val) - 1) / ALIGN_SIZE + 1) : 0)
/*将HeaderStruct按照Align划分,找到最小的n,使得n*ALIGN_SIZE>=sizeof(HeaderStruct),在自然数集中*/
#define HEADER_ALIGN_SIZE (revalue_up_align(sizeof(HeaderStruct)))
/*实现了memory.h接口中Header不完全类型,Align是对齐用的,内存结构的头结点.链表链接的主要结点*/
union Header_tag {
HeaderStruct s;
Align u[HEADER_ALIGN_SIZE];
};
主要看 union Headr_tag 中 Align结构. 保证不同机器上内存是对齐的. 比较古老了. 特别底层的库会见到.
7. 可变参数宏, 那些事
同样直接看下面工程中用的示例
//4.0 控制台打印错误信息, fmt必须是双引号括起来的宏
#ifndef CERR
#define CERR(fmt, ...) \
fprintf(stderr,"[%s:%s:%d][error %d:%s]" fmt "\r\n", __FILE__, __func__, __LINE__, errno, strerror(errno),##__VA_ARGS__)
#endif/* !CERR */
//4.1 控制台打印错误信息并退出, t同样fmt必须是 ""括起来的字符串常量
#ifndef CERR_EXIT
#define CERR_EXIT(fmt,...) \
CERR(fmt,##__VA_ARGS__),exit(EXIT_FAILURE)
#endif/* !ERR */
#ifndef IF_CERR
/*
*4.2 if 的 代码检测
*
* 举例:
* IF_CERR(fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP), "socket create error!");
* 遇到问题打印日志直接退出,可以认为是一种简单模板
* code : 要检测的代码
* fmt : 必须是""括起来的字符串宏
* ... : 后面的参数,参照printf
*/
#define IF_CERR(code, fmt, ...) if((code) < 0) CERR_EXIT(fmt, ##__VA_ARGS__)
#endif //!IF_CERR
#ifndef IF_CHECK
/*
* 是上面IF_CERR 的简化版很好用
*/
#define IF_CHECK(code) if((code) < 0) CERR_EXIT(#code)
#endif // !IF_CHECK
那 传说中的 3颗痣, 就是可变参数宏的一切o(∩_∩)o
8. 简单的谢幕. 还是宏
一个数如何和0比较,真的是 == 吗. 其实好的思路是定义阀值.
//3.0 浮点数据判断宏帮助, __开头表示不希望你使用的宏 #define __DIFF(x, y) ((x)-(y)) //两个表达式做差宏 #define __IF_X(x, z) ((x)<z&&(x)>-z) //判断宏,z必须是宏常量 #define EQ(x, y, c) EQ_ZERO(__DIFF(x,y), c) //判断x和y是否在误差范围内相等 //3.1 float判断定义的宏 #define _FLOAT_ZERO (0.000001f) //float 0的误差判断值 #define EQ_FLOAT_ZERO(x) __IF_X(x,_FLOAT_ZERO) //float 判断x是否为零是返回true #define EQ_FLOAT(x, y) EQ(x, y, _FLOAT_ZERO) //判断表达式x与y是否相等
谢幕吧 : [
老师布置一个作业, 问学生, 看见那个晾衣杆吗. 谁能帮我测试出高度来.
一个同学自告奋勇的把晾衣杆放倒了. 测试出长度 为 1.5m.
老师把他骂了一顿, 我要的是高度, 不是长度.
]
//5.0 获取数组长度,只能是数组类型或""字符串常量,后者包含‘\0‘
#ifndef LEN
#define LEN(arr) \
(sizeof(arr)/sizeof(*(arr)))
#endif/* !ARRLEN */
后记 - 认真做容易的
错误是难免的, 欢迎吐槽交流. ... 还有下半辈子的苟且. 哈哈, 但是在变化, 那会变得有意思, O(∩_∩)O哈哈~