阿龙的学习笔记---《后台开发：核心技术与应用实践》读书笔记（一）--- 编程语言 与 编译调试

听说是一本腾讯员工写的书，快到面试时候，拿来读一下看看，内容好像不太精，少了一丢丢所以然，但是包含了一些对面试有用的知识点，记录一下。

一、编程语言

• c语言 是面向函数。

• size_of 对函数来讲是得到 函数返回值类型 的size。

• 字节对齐的规则是按照结构体中长度最长的来对齐，比如说有double类型是8byte，那么20字节的结构体会占用24字节的内存。

• 宏定义一段语句的时候可以使用do…while(0); 这样的话整个代码块还算是一个语句。

• extern ”C" 告诉编译器用C的方式来编译这一段。

• 空类的占用空间为1byte，有虚函数的类为一个指针的大小为8byte。

• 构造函数顺序：先调用基类的构造函数 -> 再调用成员的构造函数 -> 再调用派生类自己的构造函数。子成员对象的构造按照定义顺序，而不是初始化列表的顺序。析构反过来。

• 重写=覆盖， 覆盖了基类中的virtual函数，必须返回值与参数列表一致，通过不同的指针调用，则调用不同的函数，体现了多态。而重载是参数个数或类型不一致，并无多态的体现，根据参数选择函数运行。最后 重定义(也叫隐藏) 则是重新定义了这个函数，原来的函数被隐藏。

• 构造函数不能为虚函数：一是因为构造时必须要知道确切的类型，二是调用虚函数需要使用虚指针，而没有构造前又没有虚指针。而需要被继承的类最好设置虚析构函数。

• string类的简易实现：

  • 可以参考https://www.cnblogs.com/zhizhan/p/4876093.html

  • 内层是字符指针的操作，有一些需要注意的点，以及一些字符串操作。

  • 通用构造函数：传入字符串指针，需要判断指针是否空，然后new申请内存存放，如果为空，则需要将 ‘/0’ 放入。

    String::String(const char *str)//通用构造函数
    {
           
    	if(!str){
           
    		length = 0;
    		data = new char[1];
    		*data = '\0';
    	}else{
           
    		length = strlen(str);
    		data = new char[length + 1];
    		strcpy(data, str);
    	}
    }
    

  • 拷贝构造函数：需要进行深拷贝，不只是复制指针，而是复制内容。string不会为空，则只需要使用成员函数size()，然后复制内容即可。

    String::String(const String &str)//拷贝构造函数
    {
           
    	length = str.size();
    	data = new char[length + 1];
    	strcpy(data, str.c_str());
    }
    

  • 析构函数：delete[] 释放内存，改变长度。

    String::~String()//析构函数
    {
           
    	delete []data;
    	length = 0;
    }
    

  • 拷贝操作符重载：首先要判断自赋值。然后将新的复制过来，长度不定所以需要重新申请内存。

    String& String::operator=(const String &str) //重载=
    {
           
    	if (this == &str)	
    		return *this;
    	delete []data;
    	length = str.length;
    	data = new char[length + 1];
    	strcpy(data, str.c_str());
    	return *this;
    }
    

  • 获取长度函数：内联加快速度。

    inline size_t String::size() const//获取长度
    {
           
    	return length;
    }
    

  • 重载输入运算符：先申请一块足够大的内存用来存放输入字符串，再进行新字符串的生成。这是一个比较简单朴素的实现，网上很多直接is>>str.data的方法是错误的，因为不能确定str.data的大小和即将输入的字符串的大小关系。

    istream& operator>>(istream &is, String &str)//输入
    {
           
    	char tem[1000];  //简单的申请一块内存
    	is >> tem;
    	str.length = strlen(tem);
    	str.data = new char[str.length + 1];
    	strcpy(str.data, tem);
    	return is;
    }
    

  • 重载输出运算符，只需简单地输出字符串的内容即可。注意为了实现形如cout<<a<<b的连续输出，这里需要返回输出流。上面的输入也是类似。

    ostream& operator<<(ostream &os, String &str)//输出
    {
           
    	os << str.data;
    	return os;
    }
    

  • 获取C字符串：

    inline const char* String::c_str() const//获取C字符串
    {
           
    	return data;
    }
    

• vector的简易实现：

  • vector底层是一个c格式的数组，通过维护first(开始位置迭代器)，last(存储元素的末尾di)，end(分配内存的末尾)来工作。
  • 书中实现的方式是通过theSize表示存储元素的末尾，theCapacity表示分配内存的末尾。
  • 通过一个insert_before来实现push_back、push_front、带参数的构造函数。
    
  • 通过一个成员函数allocator()来分配内存、deallocator()来销毁内存。在容量不够的时候，重新分配内存，然后销毁原来内存。
    
  • 拷贝构造函数文中写的是 *this=other，但这样的话是浅拷贝，数组会被直接copy过来。而stl的vector应该是深拷贝，深拷贝则需要将数组中的元素都拷贝过来，而不是只是将指针指向同一个数组，这样会有问题。POD类型可以直接memncpy()，非POD可以for循环然后new。(POD（Plain Old Data，普通旧数据）是指int，float等兼容C的内置类型，支持memncpy)。
  • vector拷贝构造函数——深拷贝也是一个知识点，参考这个博客：https://blog.csdn.net/double_happiness/article/details/71305435。
  • map是键值类型的数据结构，采用红黑树，时间Ologn；unordered_map是：哈希表+bucket解决hash冲突(bucket为链表<8或者红黑树>=8)，较好情况下是O(1)。不需要有序的情况下，用哈希的更好。

二、编译调试

• 静态链接库和动态链接库的特点，可以复习一下。

• GCC 和 G++：

  • G++会把 .c 和 .cpp 文件都当做C++文件。而GCC会区分。
  • G++在编译阶段会调用gcc，因为gcc不能对C++程序进行链接，所以一般都直接用G++。

• makefile的编写是个问题，没怎么用过，死记硬背也不好记。

• strace命令可以让你看到一个程序后台运行的系统调用；还可以显示收到的信号；还可以用来统计系统调用的次数等。调试中，可以看到一些系统调用的返回的错误码的值，这样可以定位到程序出错。

• GDB调试，不仅可以调试运行程序，还可以调试coredump文件。core dump(段错误)是程序发生某些错误时保存下来的一手资料，包含内存值、CPU寄存器的值、函数调用栈等。一般内存越界、多线程竞争问题，非法指针操作，堆栈溢出等情况会触发。

• top是linux下的性能分析工具，类似任务管理器，显示资源占用情况。可以展示CPU、内存等的总体使用情况，以及各个进程的使用情况。

• linux下C程序的内存空间布局：
  

• 堆heap和栈stack的区别：

  • 申请方式不同

    • 栈由系统自动分，声明在函数中一个局部变量 int 系统自动在栈中开辟空间。
    • 堆则需要程序员自己申请，并指明大小。

  • 申请响应不同：

    • 栈是自动增长的，有空间则可以申请，否则报栈溢出。
    • 而堆则是类似段表类型，空闲节点链表，一块一块的内存，分配一块够大的，然后占用一部分，剩下的又被分为一块，放入链表中。

  • 申请速度：

    • 栈较快，而堆较慢。

  • 结构：

    • 栈是一块固定大小的空间，有系统限制，一般较小；
    • 而堆是链表结构，不连续，有内存碎片，容量较大，受虚拟内存限制 。