CPP学习笔记—结构化绑定
1. 什么是结构化绑定？一句话概括： 结构化绑定是一种允许你用一个声明语句，将一个对象（如 struct、class、std::tuple、std::pair 或 C 风格数组）的多个成员或元素，一次性解构并绑定到多个独立变量上的语法。 它的核心目的是提升代码的可读性和简洁性，消除访问复合对象成员时的冗余代码。 核心语法： 123auto [ a, b, c, ... ] = some_object;// or with qualifiers:const auto& [ a, b, c, ... ] = some_object; auto: 关键字，表示类型推导，必须使用 auto（或 auto&, auto&&, const auto& 等）。 [...]: 方括号内是用逗号分隔的新变量名列表。 = some_object: 等号右边是需要被解构的对象。 2. 为什么需要结构化绑定？(The “Why”)在 C++17 之前，当我们处理返回多个值的函数（通常通过 std::pair 或 std::tuple）或遍历一个...
CPP学习笔记—策略模式
1. 什么是策略模式？策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以相互替换。此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。 简单来说，策略模式的核心思想是： 分离: 将算法的 定义（是什么） 与算法的 使用（何时用） 分离开来。 封装: 将不同的算法（即“策略”）封装在各自独立的类中。 委托: “上下文”（Context）对象不亲自执行算法，而是将任务委托给它所持有的策略对象。 GoF（《设计模式》）中的经典定义是：“Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it.” 2. 为什么需要策略模式？（问题场景）假设我们正在编写一个数据处理程序，其中一个功能是对一组数据进行排序。一开始，我们可能只实现了一种排序算法，比如冒泡排序。 一个反例：使用 if-else 或...
CPP学习笔记—std::function的用法
std::function 是 C++11 中引入的一个极其有用的工具，位于 <functional> 头文件中。它是一个通用的、多态的函数包装器。它的实例可以存储、复制和调用任何可调用 (Callable) 目标——包括普通函数、Lambda 表达式、函数指针、成员函数指针、以及函数对象（functors）。 1. std::function 是什么？一句话定义std::function 是一个类型安全的包装器，它可以持有任何符合其函数签名的可调用对象。 可以把它想象成一个“万能的函数指针”，但它比函数指针强大得多，因为它可以指向任何可调用的东西，而不仅仅是全局函数。 解决的问题：类型不统一的“可调用物”在 C++ 中，有很多东西都可以被“调用”，比如： 普通函数指针: void (*p_func)(int); 函数对象 (Functor): 一个重载了 operator() 的类的对象。每个函数对象都有自己独特的类型。 Lambda 表达式: 编译器会为每个 Lambda 生成一个唯一的、匿名的闭包类型。 在 std::function...
CPP学习笔记—右值引用和移动语义
右值引用（Rvalue Reference）和移动语义（Move Semantics）是 C++11 中引入的最重要的特性之一，它极大地提升了 C++ 的性能，并使得一些新的编程范式（如资源所有权的唯一性）成为可能。 1. 背景知识：左值（Lvalue）与右值（Rvalue）在 C++ 中，每一个表达式都有两个属性：类型（Type） 和 值类别（Value Category）。值类别中最基本的就是左值和右值。 左值 (Lvalue - Locator Value)可以把它粗略地理解为 “有固定内存地址、可以被赋值” 的表达式。它就像一个有名字、有固定住址的“居民”。 特征： 可以取地址（使用 & 运算符）。 通常出现在赋值运算符 = 的左边。 在表达式结束后依然存在。 例子： 变量名：int x = 10; (x 是一个左值)。 数组元素：arr[0]。 解引用的指针：*p。 返回左值引用的函数调用：get_string_ref()。 右值 (Rvalue - Read Value)可以把它粗略地理解为 “临时的、即将被销毁”...
CPP学习笔记—现代C++的特性
C++11 被认为是 C++ 语言的一次重生，标志着“现代 C++”的开端。后续的标准则在这个基础上不断完善、增强和现代化。 一、 C++11：现代 C++ 的基石C++11 是一次巨大的飞跃，引入了大量深刻影响 C++ 编程范式的特性。 1. 语言核心增强 (提升易用性和表达力) auto 关键字： 是什么：自动类型推导。编译器可以根据变量的初始化表达式自动推导出其类型。 为什么需要：避免编写冗长、复杂的类型名，特别是对于 STL 迭代器和模板类型。 示例：1234// 旧式std::vector<int>::iterator it = my_vector.begin();// C++11auto it_new = my_vector.begin(); // 自动推导为 std::vector<int>::iterator nullptr： 是什么：一个类型安全的空指针常量，类型为 std::nullptr_t。 为什么需要：解决了旧 NULL (通常是 0 或 (void*)0)...
CPP学习笔记—模板
一、 什么是C++模板 (What are C++ Templates?)C++模板是 泛型编程（Generic Programming） 的核心工具。它允许我们编写与类型无关的代码，即编写一份代码，可以用于多种不同的数据类型。 可以把模板想象成一个 “代码的蓝图”或“配方” 。它本身并不是一个可以直接运行的函数或类，而是一个指令，告诉编译器如何根据我们提供的具体类型（如 int, double, std::string 或自定义类）来生成一个特定版本的函数或类。 这个在编译时根据模板生成具体类型代码的过程，称为模板实例化（Template Instantiation）。 二、 为什么需要模板 (Why Do We Need Templates?)假设我们要写一个交换两个整数值的函数： 12345void swap_int(int& a, int& b) { int temp = a; a = b; b = temp;} 如果现在还需要交换两个 double 或 string...
Linux命令
第一部分：Linux 命令行的基石在开始学习具体命令之前，理解几个核心概念至关重要。 1. 什么是 Shell？你输入的命令并不是由 Linux 内核直接处理的。你是在和一个叫做 Shell 的程序交互。Shell 是一个命令解释器，它接收你输入的命令，解释它们，然后请求操作系统（Linux 内核）来执行。 常见的 Shell： bash (Bourne Again SHell)：绝大多数 Linux 发行版的默认 Shell。 zsh (Z Shell)：功能更强大，配置更灵活，是很多开发者的最爱。 fish (Friendly Interactive SHell)：开箱即用，有很好的自动补全和语法高亮功能。 本介绍将以最常见的 bash 为例。 2. 命令的基本结构一个典型的 Linux 命令遵循以下结构： 1command [options] [arguments] command (命令)：你要执行的程序的名称，例如 ls, cp, mkdir。 options (选项/标志)：用来修改命令的行为。通常以一个或两个破折号 (- 或 --)...
I/O多路复用
I/O 多路复用（I/O Multiplexing）是一种在计算机网络编程中至关重要的技术，也是构建高性能服务器的基石。 1. 背景：为什么需要 I/O 多路复用？想象一下你要开发一个网络服务器，需要同时处理多个客户端的连接。我们来看看几种最原始的模型以及它们的缺陷。 模型一：阻塞 I/O + 多进程/多线程这是最直观的模型。主进程负责监听（listen）新的连接请求。每当有一个新的客户端连接进来（accept），服务器就创建一个新的进程或线程专门为这个客户端服务。 工作流程： 主线程/进程 accept() 等待新连接，阻塞。 新连接到达，accept() 返回一个新的socket文件描述符（fd）。 创建一个子线程/进程，将这个新的fd交给它处理。 子线程/进程在这个fd上调用 read()/recv()，等待客户端发送数据，阻塞。 数据到达，read() 返回，处理数据，然后可能调用...
零拷贝
摘要：什么是零拷贝？零拷贝（Zero-Copy） 并不是指完全没有数据拷贝，而是指尽可能地减少或避免在应用程序的用户空间（User Space）和操作系统的内核空间（Kernel Space）之间进行不必要的CPU数据拷贝。其核心目标是让数据在从一个I/O设备（如硬盘）到另一个I/O设备（如网卡）的传输过程中，最大限度地利用硬件（如DMA）来搬运数据，从而解放CPU，减少上下文切换，显著提升数据传输的性能和效率。 一、 理解背景：传统I/O的痛点要理解零拷贝的价值，我们必须先了解传统的数据传输方式有多么“昂贵”。 假设我们要实现一个简单的文件服务器，其功能是：从磁盘读取一个文件，然后通过网络发送给客户端。 传统I/O的操作流程： 我们用代码来看，通常是这样的： 12read(file_fd, buffer, len);write(socket_fd, buffer, len); 这个看似简单的两行代码，在操作系统层面会触发一系列复杂的步骤： 第一次拷贝（DMA Copy）： 应用程序调用 read()...
正则表达式与模式匹配
第一部分：正则表达式（Regular Expression）详解1. 什么是正则表达式？正则表达式是一种描述字符模式的对象。可以把它想象成一种极其强大的“查找和替换”工具，它不是用固定的字符（如 “abc”）去查找，而是用一种描述性的语言（如 “查找三个数字”）去匹配一系列符合某个句法规则的字符串。 它的核心用途包括： 数据验证：检查输入的数据是否符合某种格式（如邮箱、手机号、身份证号）。 文本搜索与定位：在大量文本中快速找到符合特定模式的内容。 文本提取：从一段文本中抽取出需要的信息（如网页爬虫中提取标题和链接）。 文本替换：将符合模式的文本替换成其他内容。 2. 核心组成元素（元字符 Metacharacters）正则表达式的威力来自于它的特殊字符——元字符。普通字符（如 a, b, 1, 2）在正则中就是匹配它们自身，而元字符则有特殊的含义。 2.1 基础字符与预定义字符集 元字符 描述 示例 . 匹配除换行符 \n 之外的任意单个字符 a.c 匹配 “abc”, “a_c”, “a2c” \d 匹配任意一个数字（等价于 [0-9]） \d{3} 匹配...