看板 Gossiping作者 jserv (松鼠)標題 Re: [問卦] C語言最難的部分是哪一個時間 Thu Jan 17 03:24:08 2019
※ 引述《yuponkimo (皇甫尊)》之銘言:
: 內葛,
(學期即將結束,我終於有空上來發廢文了)
葛,是豆科多年生草本植物,莖長二、三丈,纏繞他物上,花紫紅色。用途多樣,
莖可編籃做繩,纖維可織葛布。根可提製澱粉,又供藥用。葛根,能解饑退熱,
治高血壓、頸項強痛、冠心病等。
《詩經.國風.周南.葛覃》開頭寫道「葛之覃兮,施于中谷,維葉萋萋」,意思是
長長的葛藤生長,蔓延到谷中,伴隨著茂盛的葉子。兄台用「葛」來點題,訴說 C
語言近 50 年歷久彌新的發展,實在高竿啊!
: 我自己覺得是Linked list啦,
: 射來射去的豆頁真的疼,
: 花了好長時間才寫出一題來,
: 好好的structure為什麼要再加上指到自己的指標呢?
這裡又用「豆」提醒大家,「葛」屬於豆科,用心良苦。
Linux 核心之父 Linus Torvalds 在 TED 2016 的訪談 [1] 中,用 linked list 程式碼
作為解說「程式設計的品味」,在有限的訪談中,Linus 不去解釋程式碼的運作,而僅用
程式碼的長度變化,讓會眾體驗到「一個目的有著多條路徑,但我們該如何取捨呢?」,
我想,這也是 C 語言程式設計中,最為困難的地方,也就是「品味」。
考慮以下自給定的 linked list 中刪去特定節點的程式碼: (佔用 10 行)
void remove_list_node(List *list, Node *target) {
Node *prev = NULL;
Node *current = list->head;
while (current != target) {
prev = current;
current = current->next;
}
if (!prev)
list->head = target->next;
else
prev->next = target->next;
}
但 Linus 說,其實可改寫為以下功能一致,但更有「品味」的實作: (僅用 4 行)
void remove_list_node(List *list, Node *target) {
Node **indirect = &list->head;
while (*indirect != target)
indirect = &(*indirect)->next;
*indirect = target->next;
}
上述程式碼從「要更新什麼位置的資料」思考,無論是 head 或者非 head,更新的是
同一類型的資料,不用特別操作,自然省下額外的處理。
也許你會好奇,那麼新增節點的程式碼是否也可運用類似技巧呢?當然可以!請見以下:
void insert_list_node(List **head, int val) {
while (*head) {
head = &((*head)->next);
}
*head = calloc(1, sizeof(List));
(*head)->val = val;
}
要掌握這樣的「品味」之前,務必先征服 C 罩杯。依據 Wikipedia 的解說 [2]:
> 根據製造商的不同,版型可能有所不同因而穿著效果上有所差異。
> 罩杯尺寸大致是下列公式換算可得知:罩杯尺寸 = 上胸圍 - 下胸圍
上述「上圍」和「下圍」就對應到 C 語言規格的 data type,而在 C 語言中基礎運算
型態和對應修飾字均有資料範圍規範,千萬不要小看數值範圍對程式設計的影響,傾家
蕩產或國破家亡都有可能。
1996 年 6 月 4 日,在風和日麗的法屬蓋亞那太空中心 (法文: Centre Spatial
Guyanais),歐洲太空總署發射了一艘名為 Ariane 5 的火箭,預計運送 4 顆太陽風觀察
衛星到軌道。火箭本身加上載運的人造衛星及科學儀器值 USD 7.5 billion (台幣約2250
億)。Ariane 名稱來源於神話人物阿麗雅杜妮 (Ariadne) 的法語拼寫。
在當時,Ariane 系列火箭承包了全球商業衛星的發射約 50% 的業務量,而人們萬萬沒想
到,Ariane 5 發射後 37 秒,升空到 4 公里處,火箭偏離預定飛行軌跡,解體並爆炸,
2 名法國士兵當場死亡。
失事調查報告指出:水平加速偵測儀傳了一個 64-bit 浮點數給電腦,但飛行電腦用
16-bit 有號整數來接受這個浮點數,很不巧傳來的數字大於 32767,發生溢位 (Overflow)
例外,這樣的軟體設計缺失很常見,但對 Ariane 5 來說,下場竟是火箭的推進向量噴嘴
忽然朝某個方向轉到底,在高速偏航後,最終火箭解體。
開發 Ariane 5 火箭的軟體工程師在前一代 Ariane 4 中,小心翼翼地確認數值分佈,
確保水平速率的數值絕不會超過 16-bit 表達範圍以外。這些工程師在 Ariane 5 系統
沿用這段程式碼,卻沒有檢查前述假設是否符合新的設計。
上述 Ariane 5 火箭事故對應的展示用 C 語言程式如下:
void show_info(double d, int16_t n) {
n = (int16_t) d;
printf("d = %f, n = %d \n", d, n);
}
int main() {
double d1 = 32767.0, d2 = 32768.0;
int16_t n = 0;
show_info(d1, n); show_info(d2, n);
return(0);
}
第 1 個輸出是 n = 32767; 第 2 個輸出則是 n = -32768
差之毫釐,失之千里!
更多這類軟體缺失造成巨大危害的案例可見 [3],問題的根源竟然是「沒掌握好罩杯」,
你說,是不是該誠實面對自己,學好數值系統呢?可參照線上講座 [4]
回到之前提及的 linked list,這不全然是資料結構相關議題,在真實世界中,我們還要
討論這類非連續記憶體的資料操作效率和正確性,尤其是 Throughput (吞吐量; 單位時
間內可處理多少的資料量) 和 Scalability (擴展性; 隨著硬體資源的投入,可處理越來
越多的資料或工作時的能力或潛力),相當值得大書特書,可參見線上講座 [5] [6]。
歡迎關注「你所不知道的 C 語言」系列講座:
http://hackfoldr.org/dykc/
[1]
https://www.ted.com/talks/linus_torvalds_the_mind_behind_linux
Linus 在 2001 年之後幾乎就沒有公開演講,只接受訪談對話形式,這次在 TED
竟然出動了 TED 總監 Chris Anderson 來訪談,可能是頭一遭
[2]
https://zh.wikipedia.org/wiki/罩杯
[3]
https://hackmd.io/s/B1eo44C1-
[4]
https://hackmd.io/s/BkRKhQGae
[5]
https://hackmd.io/s/SkE33UTHf
[6]
https://hackmd.io/s/H19V4eyfV
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※ 文章代碼(AID): #1SFuJUH6 (Gossiping)
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推 Turas: 趁早3F 01/17 03:27
推 dklash: 只能推了...9F 01/17 03:29
→ jserv: @blue999, 請問哪段的中文表達不清楚呢?12F 01/17 03:31
推 raagi: 推 老師是不是壓力大16F 01/17 03:33
→ jserv: @raagi, 我面臨的壓力約 101.325 kPa (標準 1 大氣壓)
@jhjhs33504, 感謝鞭策!表示之後我可以繼續回文補充19F 01/17 03:36
Jim Huang
@jserv
我接觸過 C 語言、C 罩杯、C-class (賓士),此生無憾了
推 WYchuang: 有人說C++現在很爛 不知道大神的看法如何24F 01/17 03:42
→ jserv: @kiwi0530, 又到選課時間,怕課堂學生不夠,上來打廣告27F 01/17 03:44
推 f1256421: 我有推薦學弟妹去修 也有幫忙在低卡打廣告ㄛ28F 01/17 03:53
→ takechance: 文組路過,反正就是理組無能讓火箭爆掉的對吧30F 01/17 03:58
→ jserv: @takechance, 與其說「無能」,不如說現在工程挑戰已超出人們預期太多,而且隨著自動駕駛、遠距醫療手術,和通訊34F 01/17 04:07
→ jserv: 系統大幅仰賴著複雜的軟體,挑戰更加嚴苛37F 01/17 04:08
推 brad001: 希望大三大四後能修教授的課 覺得自己實力不夠不敢選那堂QQ38F 01/17 04:09
推 hizuki: gcc對強制轉換都有檢查了40F 01/17 04:09
→ jserv: 不過也不用杞人憂天,許多軟體工程師的創作在被大規模採納之前,就被宣布報銷了 (特別是台灣軟體工程師...)41F 01/17 04:10
→ shawnfu: 看到一堆pointer就頭痛, 還好不寫底層43F 01/17 04:11
→ jserv: @brad001, 有體力有決心就可以來 :-)45F 01/17 04:13
推 nonsu: 推46F 01/17 04:14
推 victoryzy: 跟著老師學好C語言有機會征服C罩杯嗎QQ47F 01/17 04:14
→ jserv: @victoryzy, 其實我是先征服C罩杯,然後才發現掌握C語言
所以我讀 C 語言規格書時,對 data type 特別有感啊48F 01/17 04:15
推 bigrange: 老師接下來可以跳戰D罩杯了50F 01/17 04:17
→ jserv: 上方連結有實體課程和線上講座的清單56F 01/17 04:25
推 revorea: 努...努力抽出時間把低級C語言學好中57F 01/17 04:32
推 gaduoray: 推一下 免得別人以為我看不懂63F 01/17 04:59
推 scottshai: 請問最近 systemd v240 的 systemd-journald exploit65F 01/17 05:10
推 scottshai: 這類透過 stack overflow 的攻擊能夠從程式裡面防範嗎67F 01/17 05:14
→ scottshai: 還是都使用 GCC 的 -fstack-clash-protection 編譯就好69F 01/17 05:15
推 ttff: 真神人也...70F 01/17 05:26
推 alan23273850: 原來 linked list 可以從 10 行精簡為 4 行阿......真是長知識了,從來都不知道 C 語言可以那麼美,就跟C罩杯一樣(誤),只是一下&一下*的看得豆頁女子痛.71F 01/17 05:37
推 a2470abc: 先推大神 不知道最近嗑了什麼超純的76F 01/17 06:23
推 abc88662a: 先跪 嗚嗚嗚 jserv我推不上成大QQ77F 01/17 06:27
推 cool9203: 推老師QQ成大資工所有得上老師開的系統類的課嗎QQ78F 01/17 06:29
推 fwfly: 有神快拜82F 01/17 07:24
推 heary: 推84F 01/17 07:25
推 Kerry: 推85F 01/17 07:36
推 SiFox: 推,我也要嗑104F 01/17 08:16
推 lpoijk: 我的媽呀是大神 還很認真的回了廢文XDD107F 01/17 08:25
推 ji3g4m0: 我媽問我為什麼跪著打字109F 01/17 08:30
推 uonyang: 有神快拜…樓下快跪110F 01/17 08:30
推 DWR: 什麼東西啦 有神快推111F 01/17 08:34
推 gugugaga: 為什麼刪除節點不用free掉啊112F 01/17 08:37
→ ssccg: remove是把節點從list上拿掉,還沒有確定要刪掉節點114F 01/17 08:41
推 kig88: 快拜116F 01/17 08:45
噓 loona: 難個屁 學店仔
噓錯人 推回來117F 01/17 08:45
推 vi000246: 我還是寫寫出bug不會死人的程式碼就好123F 01/17 09:05
推 yluok: 推127F 01/17 09:15
推 abc53: 推133F 01/17 09:22
推 VIGUTA: 腦幹中 我想我這輩子永遠搞不懂指指標了138F 01/17 09:39
→ Wand …
推 Wand: 哈哈,大師早140F 01/17 09:43
→ jserv: @loona, 我讀學店、我在學店教書,我驕傲!
@vi000246, 可是這樣的存在感就很低,咱們工程師要做大事的@ssccg, 感謝澄清,上面我提及的操作應拆解為 remove (移除指定節點在 linked list 的連結) 和 reclamation (實際收回不再連結的記憶體空間,如網友提到的呼叫 free)
@lpoijk, 身處台灣最好的學店,當然要發廢文啊
@alan23273850, 任何領域追求極致的過程,都有「美」的成分@cool9203, 歡迎訂閱線上講座 YouTube 頻道 (.GUTS)147F 01/17 10:09
推 tim0922: 不管怎樣 我先跪了155F 01/17 10:21
推 ck237: 看不懂156F 01/17 10:23
→ jserv: @mmc109815038, Linus舉出的程式碼就跟詩經一樣精簡又富有160F 01/17 10:33
→ jserv: 情感。我學中文好多年,至今仍是很難掌握,程式語言也如是162F 01/17 10:36
推 xhung: 推推推 要不然別人以為我看不懂 XD163F 01/17 10:37
推 zu00405479: 老師請問半路出家的要怎麼讓基礎更扎實? QQ166F 01/17 11:10
推 Lpll: 老師又出來拉高八卦的智商了QQ172F 01/17 11:26
推 heaviest: 推,希望有緣去成大上老師的課173F 01/17 11:41
推 penta: 老師救我啊啊啊啊175F 01/17 11:45
推 he02789222: 117樓笑死ww jserv只能跪<(_ _)>178F 01/17 12:15
推 jetcoco: 嗯嗯 和我想的一樣179F 01/17 12:32
推 bij831: 說中文啊我看不懂180F 01/17 12:32
推 hohamita: 老師 程式碼的可讀性跟精簡程度要怎麼取捨呢183F 01/17 12:45
推 CrazyBug: Linked list都忘光惹184F 01/17 12:49
推 OFAlpaca: 當初看到Linus的版本真的覺得很神奇188F 01/17 13:15
→ Rapsody: 葛根: 解"肌"退熱 謝謝190F 01/17 14:49
※ okcool:轉錄至看板 YOLO 01/17 21:20
推 ariadne: 對不起 就算是溢位了也還活著 QQ197F 01/17 22:26
推 a5334x: 題外話 指標換掉前 記得要把memory還回去rrrrr198F 01/17 23:01
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