C++ 静态成员与单例模式:从基础到线程安全实现
一、静态成员的本质与特性1.1 静态数据成员:类级别的共享状态静态数据成员不属于任何对象实例,而是属于整个类,其内存空间在程序生命周期内唯一存在。 123456789101112131415161718192021222324252627#include <iostream>class Counter {private: // 静态数据成员声明:类内声明,类外定义 static int s_totalInstances; int m_id; // 非静态成员:每个对象拥有独立副本public: Counter() { m_id = ++s_totalInstances; // 每次创建对象自增计数 } int getId() const { return m_id; } static int getTotalInstances() { return s_totalInstances; }};//...
TCP 文件传输系统:事件驱动与线程池协同架构下的代码解构与设计实践
一、引言在网络通信领域,TCP 协议凭借其强大的可靠性与稳定性,成为文件传输系统的首选。本教程聚焦于基于 TCP 的多线程文件传输系统,深入剖析事件驱动与线程池协同工作的架构设计。支持双向消息交互与文件传输,由九个核心文件构成,全面覆盖网络连接建立、事件监听、线程管理以及数据传输等关键环节。 二、代码结构分析1. 文件概览 文件名 主要功能 核心函数列表 head.h 全局结构体定义与函数声明 结构体:Train(封装消息与文件传输数据)、Queue_t(定义客户端连接队列结构)、Res_t(线程池资源相关结构体);函数声明:Ready(服务器套接字初始化)、EpollAdd(将文件描述符添加到 epoll 监听列表)等 client.c 客户端主逻辑实现 main函数包含事件驱动循环,集成消息处理、连接状态管理及用户输入响应等模块,负责客户端的连接管理与数据通信。 Server.c 服务器核心逻辑 main函数基于 epoll...
Linux:为什么用 dup 而不是直接赋值
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...
Linux:输入输出与文件操作函数学习笔记整理
导言在 C 语言的编程世界里,输入输出以及文件操作是与外界交互、处理数据存储的重要环节。scanf、printf、open、fopen、read、fread、write、fwrite、fseek、lseek、mmap这些函数各司其职,共同构建起强大的数据处理体系。本文将详细介绍这些函数的功能、用法、示例,并进行对比分析。 一、标准输入输出函数:scanf 与 printf1. printf 函数及其变体printf函数是 C 标准输入输出库(stdio.h)中用于格式化输出的函数,其原型为int printf(const char *format, ...)。其中,format是格式控制字符串,包含普通文本和格式说明符;...表示可变参数列表。 123456789#include <stdio.h>int main() { int num = 10; float f = 3.14; char str[] = "Hello, World!"; ...
Linux:stat 与 fstat 函数学习笔记
一、函数概述在 UNIX 和 Linux 系统编程中,stat和fstat用于获取文件状态信息,如大小、权限、修改时间等,信息存于struct stat结构体。二者功能相似,但参数类型和使用场景不同,合理使用可提升文件操作效率。 二、函数原型与参数对比 函数 原型 参数说明 stat int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf); pathname:文件路径;statbuf:存储信息的结构体指针 fstat int fstat(int fd, struct stat *statbuf); fd:已打开文件描述符;statbuf:存储信息的结构体指针 stat依赖文件路径,适用于文件未打开时;fstat基于文件描述符,需文件已打开。 三、返回值与结构体信息成功返回0,填充struct stat结构体;失败返回-1,设置errno。结构体常见字段包括设备 ID、inode 编号、权限等。 四、核心差异分析4.1 参数类型差异stat用路径名,如stat("example.txt",...
Linux:基于 select 的即时聊天程序设计与实现
引言在网络编程的世界里,即时通信是一个核心话题。如何实现一个高效、稳定的聊天系统?本文将通过分析一个基于 select 的即时聊天程序 B 端代码,深入探讨 Unix/Linux 环境下的网络编程技术,包括命名管道、I/O 多路复用和非阻塞 I/O 等核心概念。 一、 整体架构设计 这个即时聊天程序采用客户端 - 客户端 (C2C) 架构,通过命名管道实现两个客户端之间的双向通信。系统结构简洁明了,如下图所示: 12345678+----------------+ +----------------+| 客户端A进程 | | 客户端B进程 || | | || 写入1.pipe |--------------> | 读取1.pipe || | | || 读取2.pipe ...
Linux:内存映射实现文件复制详解
导言 在计算机系统的文件处理领域,数据传输效率是衡量程序性能的重要指标。传统文件复制操作依赖于read和write系统调用,这种方式在用户空间与内核空间之间存在多次数据拷贝过程,导致不可忽视的性能损耗。而基于内存映射(mmap)技术的文件复制方案,通过将文件内容直接映射至进程地址空间,有效减少数据拷贝次数,从而显著提升数据处理效率。本文将对一段基于内存映射的 C 语言文件复制代码进行深入分析,详细阐述其实现机制与设计原理。 一、头文件与宏定义123456789#include <sys/mman.h>#include <sys/types.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define ARGS_CHECK(argc, num) if (argc != num) { fprintf(stderr, "Usage:...
Linux:测试不同缓冲区大小对文件复制性能的影响
一. 文件复制性能测试程序技术解析在计算机系统性能优化领域,I/O 操作效率一直是关键研究方向。本文将深入解析一个用于测试不同缓冲区大小对文件复制性能影响的 C 语言程序,从底层系统调用到高层性能分析,全面阐述其技术实现与优化细节。 二. 程序整体架构设计该程序通过动态调整缓冲区大小(1KB 至 1MB),对文件复制过程进行性能测试。整体架构遵循 "打开 - 读取 - 写入 - 关闭" 的经典 I/O 操作流程,并引入精确计时机制与健壮的错误处理逻辑。程序的核心创新点在于:通过控制单一变量(缓冲区大小)来量化其对 I/O 性能的影响,为系统调优提供数据支撑。 三. 核心函数功能解析3.1 系统调用层函数3.1.1 open 函数12int open(const char *pathname, int flags);int open(const char *pathname, int flags, mode_t...
再学习《C程序设计语言》
作为有 C 语言基础的学习者,我整理《C 程序设计语言 第二版》(2004 年版本)这本旧书时倒没费太多功夫。不过得说句实话,这本书里的内容和现在的 C 语言差异不小。要是你刚入门,我真心不建议只啃这本书单打独斗,多去逛逛开源社区,看看大佬们写的开源项目,在实战里摸索,收获肯定比光看书多得多! 导言类型、运算符与表达式控制流函数与程序结构指针与数组结构输入与输出导言:类型、运算符与表达式:控制流:函数与程序结构:指针与数组:结构:输入与输出: 通读此书后,我深刻意识到,书中函数实现的思想内核才是真正的精华所在,这些精妙的思维方式远比单纯的知识罗列更具价值。书中设置的习题也颇具匠心,对编程学习有浓厚兴趣的同学,若能深入钻研,定能收获颇丰。 此次阅读既是学习新程,也是对旧知的梳理与巩固。浏览过程中,许多熟悉的概念重焕清晰,还挖掘出不少被忽略的细节,让知识体系更加完善。虽暂时仅完成主体内容复习,但这只是新起点。后续我会合理规划时间,认真解答课后习题,通过练习让书中思想落地生根,将理论转化为实践能力,稳步前行在编程之路上。
用C语言文件流实现轻量级图书管理系统:从0到1的实战解析
引言在C语言的学习过程中,文件操作是一个绕不开的核心技能。无论是保存用户数据、记录日志,还是实现小型系统,“如何将数据持久化到本地”都是必须解决的问题。今天,基于之前写的轻量级图书管理系统,通过文件流复现,带你深入理解C语言文件流的核心概念(如文件指针、文本/二进制模式、文件读写逻辑),并展示如何用文件流替代内存存储,解决小型系统的实际需求。 一、为什么选择文件流?——对比内存存储的局限性在开发小型系统时,我们可能会先用数组或链表在内存中存储数据。但内存存储存在两个致命问题: 临时性:程序退出后,内存数据会被操作系统回收,无法长期保存。 容量限制:内存大小有限(如32位系统约4GB),无法处理大规模数据。 而文件流(File...
从0到1实现C语言哈希表:底层原理与实战解析
引言在C语言的标准库中,没有像C++ unordered_map或Java HashMap这样现成的哈希表容器。当我们需要在C中实现高效的键值对存储时,手动实现一个哈希表是绕不开的选择。本文将以我近期实现的轻量级哈希表为例,从数据结构设计、核心逻辑解析到内存管理,带您深入理解哈希表的底层原理,并结合实际测试用例验证其正确性。 一、为什么需要自己实现哈希表?在开始代码解析前,先聊聊为什么选择手动实现哈希表: 场景适配:标准库未提供通用哈希表(C++的unordered_map依赖模板,无法直接用于纯C项目)。 性能可控:手动实现可以针对具体场景优化(如自定义哈希函数、内存分配策略)。 学习价值:理解哈希表的核心原理(哈希冲突、负载因子、动态扩容),是进阶C语言开发的必经之路。 本文的哈希表实现定位为轻量级字符串键值对存储,适用于配置管理、缓存系统等需要快速查找的场景。 二、数据结构设计:从抽象到具体2.1...
C语言单链表操作详解(含二级指针深度解析)
一、简介本文档详细解析一段C语言单链表操作的代码,涵盖头插法插入节点、尾插法插入节点、修改头节点值和打印链表四大核心功能。重点讲解二级指针在链表操作中的作用,帮助理解动态内存管理与指针操作的核心逻辑。 二、前置知识:二级指针的本质2.1 什么是二级指针? 一级指针(Node *head):存储某个节点的内存地址(指向节点)。 二级指针(Node **head):存储一级指针的内存地址(指向“指向节点的指针”)。 2.2 为什么链表操作需要二级指针?在C语言中,函数参数传递是值传递。若链表头指针(head)通过一级指针传递,函数内部对head的修改(如让它指向新节点)只会影响函数的局部副本,外部头指针不会改变。 示例对比: 错误写法(一级指针): 12345void insert_head(Node *head, ElementType new_val) { Node *new_node = calloc(1, sizeof(Node)); new_node->next = head; head = new_node; //...
C程序项目计划书
Write lots of code. Clone existing things as exercises. Learn deeply. Alternate trying yourself and reading literature. Be obsessive. Most of my programming career has involved finding something neat, writing my own version to understand it & often throwing it away. l program those "clones" like l read papers: change a core part; redesign it. Gain progress or understanding why it is what it is. 刷题项目开源项目学习0004. Median of Two Sorted Arrays 0004. Median of Two Sorted Arrays 0003....