HespethornのBlog

509. Fibonacci Number题目The Fibonacci numbers, commonly denoted F(n) form a sequence, called the Fibonacci sequence, such that each number is the sum of the two preceding ones, starting from 0 and 1. That is, F(0) = 0,   F(1) = 1 F(N) = F(N - 1) + F(N - 2), for N > 1. Given N, calculate F(N). Example 1: Input: 2 Output: 1 Explanation: F(2) = F(1) + F(0) = 1 + 0 = 1. Example 2: Input: 3 Output: 2 Explanation: F(3) = F(2) + F(1) = 1 + 1 = 2. Example 3: Input: 4 Output: 3 Explanation: F(4)...

367. Valid Perfect Square题目Given a positive integer num, write a function which returns True if num is a perfect square else False. Note: Do not use any built-in library function such as sqrt. Example 1: Input: 16 Output: true Example 2: Input: 14 Output: false 完全平方数可以表示为连续奇数的和。 算法原理该算法利用了以下数学特性： 1 = 1（1²） 1 + 3 = 4（2²） 1 + 3 + 5 = 9（3²） 1 + 3 + 5 + 7 = 16（4²） 以此类推，n² = 1 + 3 + 5 + ... + (2n-1) 算法通过不断从目标数中减去连续的奇数（1, 3, 5, 7...），如果最终结果恰好为...

导言在多线程并发编程环境中，共享资源的安全访问与线程间的协同工作是确保程序正确性与高效性的核心问题。本文基于生产者 - 消费者模型的实现代码，系统阐述互斥访问共享资源与线程间同步的理论基础、实现机制及实践。 一、 引言随着多核处理器技术的发展，多线程编程已成为提升程序性能的关键技术手段。然而，多线程并发执行也引入了新的挑战：当多个线程共享有限资源时，未经协调的并发操作可能导致数据不一致、死锁等严重问题。互斥访问与线程同步机制正是为解决这些问题而设计的核心技术，它们共同构成了多线程编程的基础框架。本文以一个典型的生产者 - 消费者模型实现为研究对象，深入剖析互斥与同步机制的工作原理。 二、 互斥访问共享资源的理论基础2.1 共享资源与竞态条件共享资源指的是可被多个线程同时访问的内存区域、数据结构或外部设备。在生产者 - 消费者模型中，由Res结构体表示的资源池及其包含的产品链表（Production结构体链表）构成了典型的共享资源。当多个线程（生产者与消费者）同时对这些资源进行修改时，可能引发竞态条件（Race Condition）——...

一、pthread 库概述POSIX 线程 (POSIX Threads)，简称 pthread，是 C 语言中实现多线程编程的标准库。它提供了一套丰富的 API，用于创建、同步和管理线程。pthread 库在 Unix、Linux 和 macOS 等系统上广泛支持，是开发高性能并发程序的重要工具。 核心组件 线程管理：创建、终止和等待线程 同步机制：互斥锁 (Mutex)、读写锁、条件变量 线程同步：信号量、屏障 线程特定数据：每个线程独立的数据存储 二、线程的基本操作1. 线程创建与终止pthread_create 函数12int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg); 参数说明： thread：指向 pthread_t 类型的指针，用于存储新创建线程的 ID attr：线程属性设置，NULL...

导言在多线程编程领域，线程资源的正确释放是保障程序稳定性与可靠性的关键环节。pthread_cleanup_push和pthread_cleanup_pop作为线程资源清理的重要机制，其成对出现的要求并非随意设定，而是由底层源码实现逻辑所决定。本文将从源码角度深入剖析这一要求的根本原因，并结合具体代码示例说明其在实际资源管理中的重要性。 一、宏定义的语法约束在多数系统的实现中，pthread_cleanup_push和pthread_cleanup_pop并非以普通函数的形式存在，而是通过宏定义来实现功能。从语法结构上看，很多实现里pthread_cleanup_push会以类似左花括号 “{” 的形式结束，而pthread_cleanup_pop则以类似右花括号 “}”...

一、引言《C 陷阱与缺陷》（C Traps and Pitfalls）由知名计算机科学家 Andrew Koenig 所著，作为 C 语言编程领域的经典权威著作，自出版以来始终是 C 语言开发者进阶路上的必读书籍。本书聚焦于 C 语言底层机制，通过系统性的分析与丰富的实践案例，深度剖析了 C 语言中容易引发逻辑错误、安全漏洞和性能问题的语法特性、实现细节及不良编程习惯，旨在帮助程序员构建对 C 语言的全面认知，进而编写出具备高安全性、高可靠性和高健壮性的代码。本学习笔记以该书第二版为蓝本，结合现代 C 语言开发场景，系统梳理 C 语言编程中各类常见陷阱及其有效的防御策略，为开发者提供实用的参考指南。 二、词法分析陷阱2.1 "贪心法" 原则C 编译器在进行词法分析阶段，严格遵循 "贪心法"（又称 "大嘴法"）规则，该规则的核心逻辑在于尽可能地将连续字符序列组合成单个符号单元。这一特性源于 C 语言早期设计中对代码简洁性和解析效率的平衡考量，却也为代码编写带来潜在歧义风险。例如： 1a---b //...

一、指针本质的深度剖析1.1 指针的内存映射机制指针变量在内存中占据固定大小的存储空间（取决于系统位数，32 位系统为 4 字节，64 位系统为 8 字节），其存储的数值是另一个内存单元的地址编码。这种地址编码与内存物理地址存在映射关系，操作系统通过内存管理单元（MMU）实现虚拟地址到物理地址的转换，而指针操作的始终是虚拟地址空间。 1.2 指针类型的约束作用指针的类型并非仅为语法约束，而是决定了指针运算的步长和解引用时的内存访问范围。例如： int *p：p++操作使地址增加sizeof(int)，解引用时访问 4 字节内存 char *p：p++操作使地址增加 1 字节，解引用时访问 1 字节内存 这种类型约束是 C 语言类型安全的基础，也是避免内存越界的重要保障。 二、指针与数组的辩证关系2.1 数组名的双重属性数组名在多数语境下表现为 "指向首元素的指针常量"，但存在两个例外： 作为sizeof运算符的操作数时，返回整个数组的字节大小（如sizeof(int [5])返回...

导言在操作系统的复杂架构体系中，信号与线程作为保障程序高效运行与协同调度的核心机制，其原理与实现对系统性能与稳定性起着决定性作用。信号作为进程间异步通信的关键途径，通过信号屏蔽策略与位图管理机制，构建起进程对外部事件的动态响应体系；线程则以资源共享与独立分配的双重特性，在提升程序并发执行效率的同时，引发数据一致性与资源管理等关键问题。而pthread库作为线程编程的重要工具，为开发者提供了便捷的线程操作接口。深入探究这些核心概念，对于开发高可靠性的系统级软件具有重要理论与实践意义。 一、信号机制详解1.1 信号的定义与作用信号作为一种软件中断机制，承担着进程间异步事件通知的重要功能。操作系统预先定义了丰富的信号类型，例如SIGINT（由用户通过Ctrl + C组合键触发的中断信号）、SIGTERM（用于正常终止进程的信号）等。当特定系统事件发生或执行特定系统调用时，信号将被发送至目标进程，进程根据自身配置的信号处理策略（默认处理、自定义处理函数或忽略）进行响应，从而实现系统层面的事件驱动处理机制。 1.2...

一、基本概念概述1.1 进程进程是操作系统进行资源分配和调度的基本实体，是程序在计算机上的一次动态执行过程。每个进程都拥有独立的虚拟地址空间，包含代码段、数据段、堆和栈等关键区域。这种地址空间的独立性使得进程间天然隔离，单个进程的崩溃通常不会波及其他进程的正常运行。 1.2 线程线程作为进程内的执行单元，构成了程序执行流的最小单位。同一进程内的多个线程共享进程的地址空间与系统资源，如全局变量、打开的文件描述符等。相较于进程切换，线程切换的系统开销更小，这一特性为提升程序的并发处理能力提供了重要支持。 1.3 全局变量全局变量定义于函数体外部，其作用域覆盖整个程序范围，允许程序内的任意函数对其进行访问与修改。在多进程或多线程环境下，全局变量的并发访问管理尤为关键，不当操作极易引发数据一致性问题。 1.4 局部变量局部变量在函数内部声明，其生命周期与作用域均局限于函数体内部。函数执行结束后，存储局部变量的栈空间随即释放。即便不同函数中存在同名局部变量，它们在内存中也对应独立的存储单元。 1.5...

283. Move Zeroes题目Given an array nums, write a function to move all 0's to the end of it while maintaining the relative order of the non-zero elements. Example 1: 12Input: [0,1,0,3,12]Output: [1,3,12,0,0] Note: You must do this in-place without making a copy of the array. Minimize the total number of operations. 解法1：双指针1234567891011121314151617181920class Solution {public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); int i = 0; //...

206. Reverse Linked ListGiven the head of a singly linked list, reverse the list, and return the reversed list. Example 1: 12Input: head = [1,2,3,4,5]Output: [5,4,3,2,1] Example 2: 12Input: head = [1,2]Output: [2,1] Example 3: 12Input: head = []Output: [] Constraints: The number of nodes in the list is the range [0, 5000]. -5000 <= Node.val <= 5000 解法 1：迭代解法123456789101112131415161718192021222324252627/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int...

209. Minimum Size Subarray Sum题目Given an array of n positive integers and a positive integer s, find the minimal length of a contiguous subarray of which the sum ≥ s. If there isn't one, return 0 instead. Example 1: 123Input: s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]Output: 2Explanation: the subarray [4,3] has the minimal length under the problem constraint. Follow up: If you have figured out the O(n) solution, try coding another solution of which the time complexity is O(n log n)....

一、中断机制原理与实践中断是操作系统实现紧急事件处理和任务调度的关键机制，通过硬件与软件协同工作，确保系统对各类突发情况的及时响应。 1.1 中断分类中断主要分为硬件中断与软件中断两类。硬件中断由外部硬件设备触发，如键盘、网卡等；软件中断则由程序执行特定指令引发，常见于系统调用场景。 1.2 典型硬件中断流程示例（1）键盘输入中断处理1234567891011121314151617181920212223242526272829/* 按键动作// 当检测到按键按下，键盘硬件电路生成电信号// 键盘控制器将电信号转换为数据并发送中断请求*//* 中断响应// CPU接收中断信号（假设当前运行任务为Task A）// 保存Task A的运行上下文（包括程序计数器PC、寄存器状态等）// 暂停Task A的执行*//* 中断处理// CPU根据中断向量表找到键盘中断对应的服务程序// 执行中断服务程序：// 读取键盘硬件寄存器数据，获取按键扫描码// 将扫描码转换为字符编码*//* 事件传递// 中断服务程序将处理后的键盘事件传递给操作系统//...

一、什么是共享内存？共享内存就像是一块大家都能直接访问的公共黑板，不同的进程可以直接在这块黑板上读写数据。和传统的进程间通信方式相比，共享内存不需要在内核和进程之间反复拷贝数据，大大减少了数据传输的开销。想象一下，传统方式是把资料从一个部门复印一份再送到另一个部门，而共享内存则是让两个部门直接看同一份资料，效率自然高得多。所以，在实时数据处理、数据库缓存、图像处理这些对数据传输速度要求极高的场景中，共享内存就成了开发者们的首选。 二、共享内存是如何工作的？以 Linux 系统为例，常见的共享内存实现方式有System V共享内存和POSIX共享内存，它们各有特点，下面我们分别来看其实现步骤。 1. System V 共享内存创建或获取共享内存段：首先，我们需要用ftok函数生成一个唯一的 “钥匙”（键值），它根据一个已存在的文件路径和一个项目 ID 来生成，这个键值就像进入共享内存房间的钥匙。例如： 123#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>key_t key = ftok(".",...

76. Minimum Window Substring题目Given a string S and a string T, find the minimum window in S which will contain all the characters in T in complexity O(n). Example: 12Input: S = "ADOBECODEBANC", T = "ABC"Output: "BANC" Note: If there is no such window in S that covers all characters in T, return the empty string "". If there is such window, you are guaranteed that there will always be only one unique minimum window in S. 题目大意给定一个源字符串 s，再给一个字符串...

105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal题目Given preorder and inorder traversal of a tree, construct the binary tree. **Note:**You may assume that duplicates do not exist in the tree. For example, given preorder = [3,9,20,15,7] inorder = [9,3,15,20,7] Return the following binary tree: 3 / \ 9 20 / \ 15 7 题目大意根据一棵树的前序遍历与中序遍历构造二叉树。 注意:你可以假设树中没有重复的元素。 解题思路 inorder_map：用于快速查找中序遍历中元素对应的索引，时间复杂度 O...

162. Find Peak Element题目A peak element is an element that is greater than its neighbors. Given an input array nums, where nums[i] ≠ nums[i+1], find a peak element and return its index. The array may contain multiple peaks, in that case return the index to any one of the peaks is fine. You may imagine that nums[-1] = nums[n] = -∞. Example 1: Input: nums = [1,2,3,1] Output: 2 Explanation: 3 is a peak element and your function should return the index number 2. Example 2: Input: nums =...

一、个人成长的七个普遍原则1.1 真理（Truth）真理原则作为个人成长理论体系的逻辑起点，强调个体对客观现实的认知需遵循认识论的基本原则。该原则要求个体通过批判性反思与实证分析，对自身行为模式、认知偏差及情感状态进行系统性审视。在实践层面，个体需运用现象学还原方法，剥离主观臆断，建立基于事实依据的自我认知体系。例如，在改善人际关系的实践中，需通过社会心理学中的归因理论，科学分析沟通障碍的形成机制，从而实现认知结构的优化与重构。 1.2 爱（Love）从社会建构主义视角来看，爱的本质是社会关系再生产的核心动力。该原则强调个体通过情感投入与社会互动，构建具有建设性的社会支持网络。在群体动力学理论框架下，良性社会关系的建立能够形成正向激励循环，促进个体自我效能感的提升。实证研究表明，高水平的社会联结与个体心理健康水平呈显著正相关，验证了爱的社会化功能在个人成长中的重要作用。 1.3...

导言在 Linux 系统管理与运维工作中，实时掌握系统运行状态至关重要。ps、free、top这三条指令堪称系统监控的 “黄金三角”，能帮助我们快速获取进程、内存、系统负载等核心信息。本文将通过详细解析指令参数与实战案例，带你深入理解这些工具的使用技巧。 PS 指令FREE 指令TOP 指令一、PS指令1. ps 指令：进程信息的精准探测器ps（Process Status）用于查看系统当前进程状态，根据不同参数组合可实现多样化的信息展示。 1.1 ps -elf：完整详细的进程清单ps -elf以扩展长格式展示所有进程信息，适合全面分析进程运行细节。当执行该指令时，系统会遍历所有进程，并按照以下规则生成输出： 参数解析： -e：等价于-A，其作用是让ps指令遍历系统内核维护的进程表，将其中记录的所有进程都展示出来，确保没有进程被遗漏 。 -l：启用长格式输出模式。在这种模式下，ps不仅会显示基础的进程信息，还会额外获取进程的优先级、进程标志等信息。这些信息有助于管理员更细致地了解进程的资源分配和运行特性。 -f：开启完整格式显示。此时，ps会从进程相关的数据结构中提取...

导言在 C 语言的文件操作和输入输出重定向场景中，我们常常会遇到dup函数，而不是直接对文件描述符进行赋值操作，这背后有着深刻的原因，涉及到操作系统资源管理、文件描述符特性以及程序的健壮性等多个方面。 一、直接赋值与 dup 函数的本质差异1. 直接赋值的局限性在 C 语言中，文件描述符是一个非负整数，用于标识打开的文件。如果尝试对文件描述符进行直接赋值，例如int new_fd = old_fd;，这仅仅是进行了值的拷贝。此时new_fd和old_fd虽然数值相同，但它们相互独立，对其中一个文件描述符进行的操作（如关闭、读写）不会影响另一个。这种简单的赋值无法实现文件描述符的共享和关联，无法满足一些特定场景下对文件操作的需求 。 2. dup 函数的工作原理dup函数的原型为int dup(int...