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[大整数快速幂运算方法]的搜索结果
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Python
...n原生列表,可以实现快速的矩阵运算和统计分析。 近期,一篇发布于“Real Python”网站的文章深入探讨了如何利用列表推导式(List Comprehensions)和生成器表达式(Generator Expressions)对列表进行复杂操作,如过滤、映射和压缩数据,从而提升代码可读性和运行效率。文章还介绍了functools模块中的reduce函数,用于对列表元素执行累积操作,如求乘积、求序列中最长连续子序列等。 另外,在实际编程实践中,掌握列表的排序、切片、连接、复制等基本操作同样至关重要。例如,使用sorted()函数或列表的sort()方法对列表进行排序;利用切片技术实现列表的部分提取或替换;通过extend()和+运算符完成列表合并等。这些操作不仅能丰富你对Python列表的理解,更能在日常开发任务中助你事半功倍。 总的来说,深入学习和熟练运用Python列表的各种特性与功能,不仅有助于数据分析和处理,更能提升代码编写质量,使程序更加简洁、高效。同时,关注Python社区的最新动态和最佳实践,将能持续拓展你的编程技能边界,紧跟时代发展步伐。
2023-10-05 18:16:18
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算法侠
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...”问题时,我们采用了快速模幂算法和逆元技巧,这是一种高效处理大整数运算的实用方法。事实上,在现代密码学、大数据计算及程序设计竞赛等领域,此类高效算法具有极高的应用价值。 近期,美国国家标准与技术研究院(NIST)正式宣布了下一代加密标准——抗量子计算的加密算法竞赛的最终胜出者,其中CRYSTALS-Kyber算法因其高效的密钥交换机制而受到广泛关注。该算法在实现过程中就利用了快速数论变换以及类似于上述问题中提及的模幂运算和求逆元等数学工具,确保在抵抗量子计算机攻击的同时,也能保持较高的运算效率。 此外,今年年初,谷歌的研究团队发表了一篇关于使用FPGA加速大整数模幂运算的研究论文,他们通过优化算法结构和硬件并行计算能力,极大地提升了此类复杂计算任务的执行速度,这进一步验证了我们在解决“3的幂的和”问题时采用策略的有效性和前瞻性。 深入理解这类算法不仅有助于提高编程能力,而且对于理解和跟进现代密码学的发展动态、应对未来可能面临的量子计算挑战等方面都具有重要意义。同时,类似的数学工具和技术也广泛应用于区块链技术的安全性保障、云计算环境中的数据加密与解密等诸多方面,值得我们持续关注和深入研究。
2023-10-20 19:43:14
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Python
...ython中,有一个运算符能让我们更轻松地进行幂运算——这就是著名的操作符。在Python里头,有个特牛的本领,它能让我们嗖嗖地完成次方运算,又快又准,真是个不可或缺的好帮手。 二、Python中的次方运算符号 Python中的次方运算符号是双星号()。这个东西运作起来贼简单,首先你得有个基数,就相当于你要开始数数的起点;然后呢,再给个第二个数,这个数就是你的“自乘次数”,说白了就是你要把这个基数连着乘上它自己几次。 三、如何使用运算符 下面是一个简单的例子: python 计算2的3次方 print(2 3) 输出:8 在这个例子中,我们使用了运算符来计算2的3次方,结果为8。 四、深入理解运算符 运算符可以用来处理任意大的数字,而且非常快速。例如,我们可以很容易地计算出一个大整数的阶乘: python 计算10000的阶乘 import math print(math.factorial(10000)) 输出:93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000 这个结果相当大,如果使用传统的循环方法去计算,可能会耗费大量的时间和计算资源。但是,拜运算符所赐,我们现在只需要一条代码就能把结果给整出来,这可真是让我们的效率嗖嗖往上涨,没得说! 五、运算符与其他运算符的区别 虽然运算符看起来与运算符很相似,但它们之间有一些重要的区别。首先,咱们要明白,运算符这家伙可不会乱改操作数的类型,它很守规矩。但是呢,当遇到""这个小调皮时,它就会来个小动作,不管两个操作数本来是什么类型,都会先把它们变成浮点数再去进行计算。其次,运算符用于计算幂,而运算符用于计算乘积。 六、总结 总的来说,运算符是Python中一个强大且有用的工具。它可以帮助我们快速高效地进行幂运算,无论是计算大整数的阶乘还是进行其他复杂的数学运算。因此,学习并熟练掌握运算符对于Python程序员来说是非常重要的。
2023-06-01 22:08:13
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人生如戏-t
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...e题1009“十进制整数的补码”之后,我们可以通过实际应用和更深入的技术背景来进一步探讨二进制补码的概念及其在计算机科学中的重要性。近期,《IEEE Spectrum》杂志的一篇文章详细解读了补码系统的历史沿革以及它如何成为现代计算机中表示负数的标准方式。 在硬件设计与编程实践中,补码运算不仅涉及基础的位操作,还与处理器架构、编译器优化紧密相关。例如,在处理带符号整数时,许多现代CPU指令集直接支持对补码的快速计算和转换。2021年,Intel发布了一篇技术白皮书,详细介绍了其最新CPU架构中如何利用硬件加速来提高补码运算性能,这对于开发者理解和优化涉及补码转换的相关代码具有极高的参考价值。 此外,补码原理在网络安全领域也有广泛应用。例如,在密码学中,某些加密算法如RSA的实现过程中,就巧妙地运用了补码的思想进行模逆运算,确保数据的安全传输。近日,斯坦福大学的研究团队发表了一项新研究,通过改进补码在密码学算法中的使用方式,成功提升了加密效率和安全性。 总之,掌握二进制补码的概念并了解其在不同场景下的应用,对于计算机科学家、软件工程师乃至信息安全专家都至关重要。而持续关注这一领域的前沿动态和研究成果,将有助于我们在实践中更好地应对复杂问题,提升整体技术水平。
2023-04-09 11:10:16
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Python
...入误差”。 三、解决方法 round()函数和decimal模块 在Python中,我们可以使用内置的round()函数来解决这个问题。round()函数的基本语法是: round(number[, ndigits]) 其中,number是我们想要四舍五入的数字,ndigits是一个可选参数,表示保留的小数位数。 但是,这种方法有一个问题,那就是当ndigits=0时,它会直接将浮点数转换为整数,而不会进行四舍五入。例如,round(3.14159, 0)的结果是3,而不是我们预期的3.1。 如果你需要更精确的控制,那么你可能需要使用decimal模块。decimal模块提供了一种更精确的十进制浮点数数据类型。这个数据类型可厉害了,不仅能hold住无限精度的十进制数,还能随心所欲地调整舍入方式,就像是个超级数学小能手。 例如,你可以使用以下代码来创建一个Decimal对象,并设置它的精度: python from decimal import Decimal 创建一个Decimal对象,精度为5位小数 d = Decimal('3.14159') d = d.quantize(Decimal('.00001')) print(d) 在这个例子中,我们首先导入了decimal模块,然后创建了一个Decimal对象d,精度为5位小数。接着,我们运用一个叫quantize()的函数,把d这个数像咱们平时四舍五入那样,精确到小数点后5位。 四、总结 在Python中保留小数并不是一件容易的事情。我们可以通过round()函数来快速实现简单的四舍五入,但是对于更复杂的需求,我们可能需要使用decimal模块提供的精确计算功能。无论是哪种方法,咱都得记住一个铁律:浮点数的精度是有天花板的,不可能无限精确。所以呢,咱们得尽可能地挑个合适的精度来用,同时也要理解和欣然接受舍入误差这个小调皮的存在哈。
2023-07-31 11:30:58
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翡翠梦境_t
Python
...理解Python次方运算的机制及其应用后,我们不难发现幂运算符在实际编程场景中的重要性。近日,Python社区发布了新版本的开发预览版,其中对数学运算模块进行了优化升级,强化了对大型矩阵和高精度浮点数的次方运算支持,这对于科学计算、机器学习以及大数据分析等领域是一大利好消息。 进一步探讨,Python次方运算不仅限于基础的数学计算,它在密码学中也有着广泛应用。例如,在RSA公钥加密算法中,就涉及到大整数的指数运算。而在金融领域,复利计算、风险评估模型等也频繁使用到次方运算,体现出Python在跨学科应用中的灵活性与实用性。 此外,对于初学者而言,理解Python次方运算是掌握更多复杂算法的基础,如快速幂算法在解决大量重复乘法问题时效率极高,能有效提升程序性能。因此,深入探究次方运算并结合实际案例进行实践,将有助于开发者在项目中实现更高效的代码编写与优化。 总的来说,Python次方运算背后蕴含的不仅是基础数学原理,更是现代计算机科学与各行业技术发展的关键支撑。通过持续关注Python的新特性发展与应用场景拓展,我们可以更好地利用这一强大工具,应对未来更复杂的计算挑战。
2023-09-12 16:02:02
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初心未变
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...映射了现实世界中许多快速增长物种面临的挑战。例如,在澳大利亚,由于引进的兔子种群繁殖能力强、缺乏天敌,一度对当地生态环境造成严重影响。科学家们采取了多种策略来控制其数量,包括引入疾病、修建防兔篱以及调整土地利用方式等。 此外,这一问题也与计算机科学中的动态规划和优化算法紧密相关。类似上述编程题所采用的方法,数学家和计算机科学家经常通过构建递归模型或使用模运算来解决类似的资源分配问题,特别是在处理大数据集和模拟复杂系统时。 再者,此话题还关联到更深层次的哲学和社会伦理问题——人类在干预自然生态系统过程中应如何权衡保护与利用,以及在实验室条件下的人工生物繁殖研究是否会对未来生物科技发展带来伦理困境。 总之,Dante的兔子cony模型不仅是一个有趣的数学和编程问题实例,它更引发了我们对现实世界中生物繁殖策略、资源限制下的种群管理及科技伦理等多个领域的深入思考。
2023-10-07 17:12:52
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Python
...th模块则包含了数学运算相关的函数。 数据类型 , 在编程语言中,数据类型是用来区分不同种类的数据的一种机制。在Python中,数据类型包括但不限于整数、浮点数、字符串、列表、元组、字典等。每种数据类型都有其特定的行为方式和操作方法。例如,字符串用于表示文本信息,列表则是有序且可变的一组元素集合。 调试器 , 调试器是一种软件开发工具,用于查找和修复代码中的错误(也称为“调试”)。在Python中,pdb是内建的调试器,它可以逐行运行代码,设置断点,在运行时查看变量值,以及跟踪程序流程。通过使用调试器,开发者能够深入理解代码执行过程,快速定位问题所在。 错误处理 , 在Python编程中,错误处理是指预见并妥善应对可能出现的程序错误的过程。Python通过异常机制实现错误处理,当程序发生错误时会抛出一个异常对象,程序员可以通过try-except语句捕获异常并对之进行适当的处理,从而避免程序因未捕获异常而崩溃。例如,当尝试打开一个不存在的文件时,Python会抛出FileNotFoundError异常,通过except FileNotFoundError: 语句可以捕获这个异常,并采取合适的恢复措施。
2023-06-06 20:35:24
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键盘勇士
Golang
.../ 这里忽略了可能的整数溢出问题 assert(result b == a, "除法运算结果有误") // 断言可能会失败,因为存在整数溢出的情况 return result, nil } result, err := divide(1<<63 - 1, -1) // 此处a为int的最大值,b为-1,预期结果应为-1,但由于溢出问题,实际结果并非如此 上述代码中,我们在进行除法操作后添加了一个断言,期望result b等于原始的a。然而,有个情况要敲小黑板强调一下,就是当整数超出它的承受范围时,这个断言就可能扑街,这就无意间揭露出咱们代码逻辑里的一些小bug。 4. 解决断言失败 深度排查与修复逻辑错误 --- 面对断言失败,首先要做的是定位引发问题的具体逻辑,然后修复它。对于上述divide函数的例子,我们可以调整代码以避免整数溢出,并修正断言: go func divide(a, b int) (int, error) { if b == 0 { return 0, errors.New("除数不能为零") } // 添加对溢出的检查 if a > 0 && b < 0 || a < 0 && b > 0 { if a > math.MinInt64/b { return 0, errors.New("运算结果超出int范围") } } result := a / b assert(resultb == a || (a != math.MinInt64 && a != math.MaxInt64), "除法运算结果或边界条件有误") return result, nil } 这里我们不仅修正了断言表达式,还引入了对潜在溢出问题的判断,从而确保断言反映的是正确的程序逻辑。 5. 结语 --- 断言失败如同一面镜子,反映出代码中隐藏的逻辑瑕疵。在使用Golang编程的时候,如果我们能灵活巧妙地运用断言这个小工具,就能像侦探一样揪出那些藏在代码深处的逻辑bug,让它们无处遁形。这样一来,咱们不仅能提高代码的质量,还能让整个程序稳如磐石,运行起来更顺畅、更可靠。记住,断言不是银弹,但它是我们确保代码正确性的重要手段之一。让我们善用断言,洞察代码背后的逻辑世界,共同编织出更健壮、可靠的程序吧!
2023-04-24 17:22:37
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凌波微步
Hive
... 在Hive中,进行运算或者比较操作时,如果涉及的数据类型不一致,也会引发错误。如下所示: sql -- 错误示例 SELECT name, salary days AS total_salary FROM employees; -- 若days字段是字符串类型,则会导致类型不匹配错误 -- 解决方案(假设days应为整数) CAST(days AS INT) AS days_casted, salary days_casted AS total_salary FROM employees; 3. 探究与思考 如何避免和调试SQL语法错误? - 养成良好的编程习惯:细心检查关键字、函数名及字段名的拼写,确保符合Hive SQL的标准规范。 - 理解SQL语法规则:深入学习Hive SQL的语法规则,尤其关注那些容易混淆的操作符、关键字和语句结构。 - 善用IDE提示与验证:利用诸如Hue、Hive CLI或IntelliJ IDEA等集成开发环境,它们通常具备自动补全和语法高亮功能,能在很大程度上减少人为错误。 - 实时反馈与调试:当SQL执行失败时,Hive会返回详细的错误信息,这些信息是我们定位问题的关键线索。学会阅读并理解这些错误信息,有助于快速找到问题所在并进行修复。 - 测试与验证:对于复杂的查询语句,先尝试在小规模数据集上运行并验证结果,逐步完善后再应用到大规模数据中。 4. 总结 在Hive查询过程中遭遇SQL语法错误,虽让人头疼,但只要我们深入了解Hive SQL的工作原理,掌握常见的错误类型,并通过实践不断提升自己的排查能力,就能从容应对这些问题。记住了啊,每一个搞砸的时候,其实都是个难得的学习机会,它能让我们更接地气地领悟到Hive这家伙究竟有多强大,还有它那一套严谨得不行的规则体系。只有经历过“跌倒”,才能更好地“奔跑”在大数据的广阔天地之中!
2023-06-02 21:22:10
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心灵驿站
Scala
...何在Scala中重载运算符:探索与实践 1. 引言 在编程的世界里,我们经常使用各种运算符来简化代码并提升可读性。然而,不同的编程语言对运算符有着各自的理解和实现方式。今天,咱们要一起聊聊怎么在Scala这个既强大又灵活的JVM语言里头玩转运算符重载,给这些运算符换个新马甲,赋予它们全新的含义和功能,让咱们编写的代码瞅着更直观、更优雅,就像跳探戈一样流畅。 Scala允许我们通过方法定义的方式,将自定义类的特定行为与已有的运算符关联起来,这就是运算符重载。下面,让我们以轻松愉快、充满探索精神的方式一步步揭开Scala运算符重载的神秘面纱,并通过一系列实例展示其具体应用。 2. Scala中的运算符本质 在Scala中,你可能已经注意到许多看起来像运算符的东西实际上就是方法调用。例如,+通常用于加法,但在字符串间则是连接操作。这是因为Scala将这些符号视为方法名的一部分,如a + b实际上是调用了a.+(b)。这就意味着,只要你愿意,你完全可以在自定义的类里面创建一个叫+的方法,这样一来,这个运算符就被我们赋予了新的含义和功能,实现了重载,让它能按照我们的想法去工作。就像是给数学里的加号换了个个性化的“面具”,让它在特定场合下执行特殊任务一样。 3. 运算符重载示例一 自定义向量类的加法 首先,假设我们创建了一个简单的二维向量类: scala class Vector2D(x: Double, y: Double) { def +(that: Vector2D): Vector2D = new Vector2D(this.x + that.x, this.y + that.y) } 上述代码中,我们为Vector2D类定义了一个+方法,它接受另一个Vector2D对象作为参数,并返回一个新的Vector2D对象,代表两个向量相加的结果。这样一来,当我们写v1 + v2时,实际上是在调用v1.+(v2),实现了对加法运算符的重载。 4. 运算符重载示例二 自定义复杂度比较 接下来,我们看一个更复杂的例子,比如我们想在自定义的“任务”类中,用 < 符号来表示任务的优先级比较: scala class Task(val priority: Int, val description: String) { def <(that: Task): Boolean = this.priority < that.priority } val task1 = new Task(3, "Do laundry") val task2 = new Task(1, "Feed the cat") if (task1 < task2) println(s"${task1.description} has higher priority!") 在这个例子中,我们定义了一个<方法,用于比较两个任务的优先级。所以,在条件判断的时候,task1 < task2已经不是老套的字节码或者整数之间的较量了,而是按照我们自定义的方式来决定谁该排前面,谁该让位。这就像是我们在玩一场游戏,规则由我们自己定,哪个任务优先级更高,不再是由它们本身的数字大小说了算,而是看我们怎么给它们排座次。 5. 小结与思考 通过以上两个实例,我们可以看到Scala的运算符重载是如何让我们能够根据实际需求重新定义运算符的行为。这个特点让代码变得更加简单易懂,就像咱们人类一瞧就明白的那样,而且还给代码表达力来了个大升级,让它更能“说”出程序员的心声。 但值得注意的是,虽然运算符重载能极大提高代码的可读性和编写效率,但也可能导致潜在的混淆。所以,在我们设计和实现的时候,得悠着点儿选择什么时候、怎么去搞运算符重载这事儿。重点是,咱得保证这个重载后的运算符行为跟原本那个运算符的基本含义保持逻辑上的一致性,这样一来,其他开发者瞅见了也能秒懂,方便他们后续的维护工作。 总结一下,Scala中重载运算符的过程其实就是在自定义类中定义相应名称的方法,通过这种方式,我们可以使运算符服务于特定场景,进一步提升代码的灵活性和表现力。希望这篇讲得既透彻又易懂的文章,能实实在在地在你未来的Scala编程冒险中,助你更溜地运用运算符重载这个超级给力的工具,让编程变得更轻松有趣。
2023-04-15 13:42:55
137
繁华落尽
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...度匹配的实际问题中,快速傅里叶变换(FFT)展现出了其强大的优化能力。通过巧妙地将问题转化为求解序列卷积的最大值,我们可以借助FFT技术将原本可能需要O(n^2)时间复杂度的运算降低至O(nlogn),从而高效找到最优解。实际上,FFT的应用远不止于此,它在信号处理、图像处理、数据压缩等领域都有着广泛而深入的应用。 近日,在科学计算领域,《自然》杂志报道了一项利用FFT算法优化能源传输网络的研究成果。科研团队成功运用FFT分析了电网中各个节点间的电力波动情况,通过对大量实时数据进行快速卷积计算,精准预测并优化了电能分配策略,极大地提高了能源传输效率和稳定性,这再次验证了FFT在实际工程问题中的强大作用。 此外,深度学习领域的研究者也在探索如何结合FFT与卷积神经网络(CNN),以提升模型训练速度和推理效率。一项发表于《IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems》的论文中,研究人员创新性地提出了一种基于FFT的卷积操作方法,可以显著减少CNN中的计算量,尤其在处理大规模图像识别任务时效果尤为明显。 总的来说,从日常生活中的情侣手环亮度调整问题到关乎国计民生的能源传输优化,再到前沿的人工智能技术突破,快速傅里叶变换始终以其独特的数学魅力和高效的计算性能发挥着关键作用。随着科学技术的发展,我们有理由相信FFT将在更多领域带来革命性的解决方案。
2023-01-20 17:51:37
524
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...某个值,可以通过or运算合理地组合在一起 PROT_EXEC //页内容可以被执行 PROT_READ //页内容可以被读取 PROT_WRITE //页可以被写入 PROT_NONE //页不可访问 flags:指定映射对象的类型,映射选项和映射页是否可以共享。它的值可以是一个或者多个以下位的组合体 MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用,文件实际上不会被更新。 MAP_PRIVATE //建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。这个标志和以上标志是互斥的,只能使用其中一个。 MAP_DENYWRITE //这个标志被忽略。 MAP_EXECUTABLE //同上 MAP_NORESERVE //不要为这个映射保留交换空间。当交换空间被保留,对映射区修改的可能会得到保证。当交换空间不被保留,同时内存不足,对映射区的修改会引起段违例信号。 MAP_LOCKED //锁定映射区的页面,从而防止页面被交换出内存。 MAP_GROWSDOWN //用于堆栈,告诉内核VM系统,映射区可以向下扩展。 MAP_ANONYMOUS //匿名映射,映射区不与任何文件关联。 MAP_ANON //MAP_ANONYMOUS的别称,不再被使用。 MAP_FILE //兼容标志,被忽略。 MAP_32BIT //将映射区放在进程地址空间的低2GB,MAP_FIXED指定时会被忽略。当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。 MAP_POPULATE //为文件映射通过预读的方式准备好页表。随后对映射区的访问不会被页违例阻塞。 MAP_NONBLOCK //仅和MAP_POPULATE一起使用时才有意义。不执行预读,只为已存在于内存中的页面建立页表入口。 fd:有效的文件描述词。如果MAP_ANONYMOUS被设定,为了兼容问题,其值应为-1。 offset:被映射对象内容的起点。 3.munmap系统调用 include <sys/mman.h> int munmap( void addr, size_t len ) 该调用在进程地址空间中解除一个映射关系,addr是调用mmap()时返回的地址,len是映射区的大小。当映射关系解除后,对原来映射地址的访问将导致段错误发生。 4.msync系统调用 include <sys/mman.h> int msync ( void addr , size_t len, int flags) 一般说来,进程在映射空间的对共享内容的改变并不直接写回到磁盘文件中,往往在调用munmap()后才执行该操作。可以通过调用msync()实现磁盘上文件内容与共享内存区的内容一致。 二 系统调用mmap()用于共享内存的两种方式 (1)使用普通文件提供的内存映射:适用于任何进程之间;此时,需要打开或创建一个文件,然后再调用mmap();典型调用代码如下: [cpp] view plaincopy fd=open(name, flag, mode); if(fd<0) ... ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方 (2)使用特殊文件提供匿名内存映射:适用于具有亲缘关系的进程之间;由于父子进程特殊的亲缘关系,在父进程中先调用mmap(),然后调用fork()。那么在调用fork()之后,子进程继承父进程匿名映射后的地址空间,同样也继承mmap()返回的地址,这样,父子进程就可以通过映射区域进行通信了。注意,这里不是一般的继承关系。一般来说,子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址,却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时,不必指定具体的文件,只要设置相应的标志即可. 三 mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间,为映射做准备(由内核mmap系统调用完成) 每个进程拥有3G字节的用户虚存空间。但是,这并不意味着用户进程在这3G的范围内可以任意使用,因为虚存空间最终得映射到某个物理存储空间(内存或磁盘空间),才真正可以使用。 那么,内核怎样管理每个进程3G的虚存空间呢?概括地说,用户进程经过编译、链接后形成的映象文件有一个代码段和数据段(包括data段和bss段),其中代码段在下,数据段在上。数据段中包括了所有静态分配的数据空间,即全局变量和所有申明为static的局部变量,这些空间是进程所必需的基本要求,这些空间是在建立一个进程的运行映像时就分配好的。除此之外,堆栈使用的空间也属于基本要求,所以也是在建立进程时就分配好的,如图3.1所示: 图3.1 进程虚拟空间的划分 在内核中,这样每个区域用一个结构struct vm_area_struct 来表示.它描述的是一段连续的、具有相同访问属性的虚存空间,该虚存空间的大小为物理内存页面的整数倍。可以使用 cat /proc/<pid>/maps来查看一个进程的内存使用情况,pid是进程号.其中显示的每一行对应进程的一个vm_area_struct结构. 下面是struct vm_area_struct结构体的定义: [cpp] view plaincopy struct vm_area_struct { struct mm_struct vm_mm; / The address space we belong to. / unsigned long vm_start; / Our start address within vm_mm. / unsigned long vm_end; / The first byte after our end address within vm_mm. / / linked list of VM areas per task, sorted by address / struct vm_area_struct vm_next, vm_prev; pgprot_t vm_page_prot; / Access permissions of this VMA. / unsigned long vm_flags; / Flags, see mm.h. / struct rb_node vm_rb; / For areas with an address space and backing store, linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or linkage to the list of like vmas hanging off its node, or linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list. / union { struct { struct list_head list; void parent; / aligns with prio_tree_node parent / struct vm_area_struct head; } vm_set; struct raw_prio_tree_node prio_tree_node; } shared; / A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma list, after a COW of one of the file pages. A MAP_SHARED vma can only be in the i_mmap tree. An anonymous MAP_PRIVATE, stack or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list. / struct list_head anon_vma_chain; / Serialized by mmap_sem & page_table_lock / struct anon_vma anon_vma; / Serialized by page_table_lock / / Function pointers to deal with this struct. / const struct vm_operations_struct vm_ops; / Information about our backing store: / unsigned long vm_pgoff; / Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE units, not PAGE_CACHE_SIZE / struct file vm_file; / File we map to (can be NULL). / void vm_private_data; / was vm_pte (shared mem) / unsigned long vm_truncate_count;/ truncate_count or restart_addr / ifndef CONFIG_MMU struct vm_region vm_region; / NOMMU mapping region / endif ifdef CONFIG_NUMA struct mempolicy vm_policy; / NUMA policy for the VMA / endif }; 通常,进程所使用到的虚存空间不连续,且各部分虚存空间的访问属性也可能不同。所以一个进程的虚存空间需要多个vm_area_struct结构来描述。在vm_area_struct结构的数目较少的时候,各个vm_area_struct按照升序排序,以单链表的形式组织数据(通过vm_next指针指向下一个vm_area_struct结构)。但是当vm_area_struct结构的数据较多的时候,仍然采用链表组织的化,势必会影响到它的搜索速度。针对这个问题,vm_area_struct还添加了vm_avl_hight(树高)、vm_avl_left(左子节点)、vm_avl_right(右子节点)三个成员来实现AVL树,以提高vm_area_struct的搜索速度。 假如该vm_area_struct描述的是一个文件映射的虚存空间,成员vm_file便指向被映射的文件的file结构,vm_pgoff是该虚存空间起始地址在vm_file文件里面的文件偏移,单位为物理页面。 图3.2 进程虚拟地址示意图 因此,mmap系统调用所完成的工作就是准备这样一段虚存空间,并建立vm_area_struct结构体,将其传给具体的设备驱动程序 2 建立虚拟地址空间和文件或设备的物理地址之间的映射(设备驱动完成) 建立文件映射的第二步就是建立虚拟地址和具体的物理地址之间的映射,这是通过修改进程页表来实现的.mmap方法是file_opeartions结构的成员: int (mmap)(struct file ,struct vm_area_struct ); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表. int remap_pfn_range(struct vm_area_struct vma, unsigned long virt_addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot); 返回值: 成功返回 0, 失败返回一个负的错误值 参数说明: vma 用户进程创建一个vma区域 virt_addr 重新映射应当开始的用户虚拟地址. 这个函数建立页表为这个虚拟地址范围从 virt_addr 到 virt_addr_size. pfn 页帧号, 对应虚拟地址应当被映射的物理地址. 这个页帧号简单地是物理地址右移 PAGE_SHIFT 位. 对大部分使用, VMA 结构的 vm_paoff 成员正好包含你需要的值. 这个函数影响物理地址从 (pfn<<PAGE_SHIFT) 到 (pfn<<PAGE_SHIFT)+size. size 正在被重新映射的区的大小, 以字节. prot 给新 VMA 要求的"protection". 驱动可(并且应当)使用在vma->vm_page_prot 中找到的值. (2) 使用nopage VMA方法每次建立一个页表项. struct page (nopage)(struct vm_area_struct vma, unsigned long address, int type); 返回值: 成功则返回一个有效映射页,失败返回NULL. 参数说明: address 代表从用户空间传过来的用户空间虚拟地址. 返回一个有效映射页. (3) 使用方面的限制: remap_pfn_range不能映射常规内存,只存取保留页和在物理内存顶之上的物理地址。因为保留页和在物理内存顶之上的物理地址内存管理系统的各个子模块管理不到。640 KB 和 1MB 是保留页可能映射,设备I/O内存也可以映射。如果想把kmalloc()申请的内存映射到用户空间,则可以通过mem_map_reserve()把相应的内存设置为保留后就可以。 (4) remap_pfn_range与nopage的区别 remap_pfn_range一次性建立页表,而nopage通过缺页中断找到内核虚拟地址,然后通过内核虚拟地址找到对应的物理页 remap_pfn_range函数只对保留页和物理内存之外的物理地址映射,而对常规RAM,remap_pfn_range函数不能映射,而nopage函数可以映射常规的RAM。 3 当实际访问新映射的页面时的操作(由缺页中断完成) (1) page cache及swap cache中页面的区分:一个被访问文件的物理页面都驻留在page cache或swap cache中,一个页面的所有信息由struct page来描述。struct page中有一个域为指针mapping ,它指向一个struct address_space类型结构。page cache或swap cache中的所有页面就是根据address_space结构以及一个偏移量来区分的。 (2) 文件与 address_space结构的对应:一个具体的文件在打开后,内核会在内存中为之建立一个struct inode结构,其中的i_mapping域指向一个address_space结构。这样,一个文件就对应一个address_space结构,一个 address_space与一个偏移量能够确定一个page cache 或swap cache中的一个页面。因此,当要寻址某个数据时,很容易根据给定的文件及数据在文件内的偏移量而找到相应的页面。 (3) 进程调用mmap()时,只是在进程空间内新增了一块相应大小的缓冲区,并设置了相应的访问标识,但并没有建立进程空间到物理页面的映射。因此,第一次访问该空间时,会引发一个缺页异常。 (4) 对于共享内存映射情况,缺页异常处理程序首先在swap cache中寻找目标页(符合address_space以及偏移量的物理页),如果找到,则直接返回地址;如果没有找到,则判断该页是否在交换区 (swap area),如果在,则执行一个换入操作;如果上述两种情况都不满足,处理程序将分配新的物理页面,并把它插入到page cache中。进程最终将更新进程页表。 注:对于映射普通文件情况(非共享映射),缺页异常处理程序首先会在page cache中根据address_space以及数据偏移量寻找相应的页面。如果没有找到,则说明文件数据还没有读入内存,处理程序会从磁盘读入相应的页面,并返回相应地址,同时,进程页表也会更新. (5) 所有进程在映射同一个共享内存区域时,情况都一样,在建立线性地址与物理地址之间的映射之后,不论进程各自的返回地址如何,实际访问的必然是同一个共享内存区域对应的物理页面。 四 总结 1.对于mmap的内存映射,是将物理内存映射到进程的虚拟地址空间中去,那么进程对文件的访问就相当于直接对内存的访问,从而加快了读写操作的效率。在这里,remap_pfn_range函数是一次性的建立页表,而nopage函数是根据page fault产生的进程虚拟地址去找到内核相对应的逻辑地址,再通过这个逻辑地址去找到page。完成映射过程。remap_pfn_range不能对常规内存映射,只能对保留的内存与物理内存之外的进行映射。 2.在这里,要分清几个地址,一个是物理地址,这个很简单,就是物理内存的实际地址。第二个是内核虚拟地址,即内核可以直接访问的地址,如kmalloc,vmalloc等内核函数返回的地址,kmalloc返回的地址也称为内核逻辑地址。内核虚拟地址与实际的物理地址只有一个偏移量。第三个是进程虚拟地址,这个地址处于用户空间。而对于mmap函数映射的是物理地址到进程虚拟地址,而不是把物理地址映射到内核虚拟地址。而ioremap函数是将物理地址映射为内核虚拟地址。 3.用户空间的进程调用mmap函数,首先进行必要的处理,生成vma结构体,然后调用remap_pfn_range函数建立页表。而用户空间的mmap函数返回的是映射到进程地址空间的首地址。所以mmap函数与remap_pfn_range函数是不同的,前者只是生成mmap,而建立页表通过remap_pfn_range函数来完成。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/wh8_2011/article/details/52373213。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-09-20 22:49:12
464
转载
Python
...十位和百位等数位进行快速提取后,我们了解到Python强大的数学计算功能在实际应用中的重要性。实际上,这种基础运算能力不仅限于简单数位分离,它在数据分析、人工智能以及网络爬虫等领域有着广泛的应用。 例如,在近日Google发布的TensorFlow 2.x版本中,Python作为其主要编程语言,开发者可以利用Python的高级计算特性与TensorFlow库紧密结合,实现高效率的机器学习模型构建与训练,其中就包含了大量涉及数值处理的操作。同时,Pandas库作为Python数据分析的重要工具,也频繁使用到类似的数学运算来清洗、整理和分析数据集。 此外,Python在网络爬虫领域同样大放异彩,如Scrapy框架中,开发者可通过Python灵活的数学运算对抓取的大量数字信息进行实时处理和格式转换,从而满足特定的业务需求。 进一步地,对于更复杂的数学问题,例如数值分析、科学计算等,Python有诸如NumPy、SciPy等强大的第三方库支持,它们不仅能高效处理数组和矩阵运算,还能解决线性代数、微积分等问题,展现了Python在数学计算领域的强大实力。 因此,掌握Python的数学计算技巧并结合相关库的运用,将极大地提升我们在数据分析、AI开发以及网络爬虫等现代技术领域的实战能力,为应对复杂多变的数据挑战提供有力的支持。
2023-04-20 12:09:22
42
软件工程师
Python
...负数值,研究人员需要快速准确地计算特定参数(如温度增量)的正向变化总和。通过借鉴文中提到的Python正数筛选与累加方法,并结合abs()函数确保结果正确性,成功实现了对复杂数据集的有效分析。 此外,在金融风控领域,Python同样扮演着关键角色。在评估投资组合收益时,分析师需要精确计算正收益部分的累积和,以排除亏损交易的影响。运用文中介绍的条件判断循环结构,结合Python强大的pandas库进行数据清洗和计算,使得复杂的财务数据分析变得更为高效且精准。 更进一步,Python内置函数的强大性和灵活性,不仅体现在abs()这样的数学运算上,还表现在众多其他场景中。例如,Python 3.9版本引入了新特性——":= walrus operator",它可以简化if条件语句内部的赋值操作,使代码更加简洁易读。这一更新对于解决类似本文所述问题的程序编写具有重要意义,让开发者能够更好地应对实际编程挑战,提升代码质量及执行效率。 综上所述,无论是基础的正数求和问题,还是前沿的数据科学、金融分析等领域,Python以其丰富全面的功能和不断优化的语法设计,持续赋能广大开发者实现高效、准确的数据处理与业务逻辑构建。
2023-04-28 23:59:16
1590
软件工程师
JSON
...数据类型,包括数字(整数或浮点数)、字符串、Boolean值、数组、另一个JSONObject,甚至是null。在Java JSON Util库中,JSONObject是一个用于表示JSON对象的核心类,可以通过构造方法将JSON字符串转换为JSONObject实例,并提供了一系列方法用于获取、设置、检查其中的属性值。 Java Bean , 在Java编程领域,Java Bean是一种特殊的Java类,通常指符合特定规范的对象。这些规范主要包括。
2023-01-02 22:55:10
560
逻辑鬼才
Python
...对正数和负数进行加法运算只是其强大算术功能的一部分。近期,Python社区发布了一项新的PEP(Python Enhancement Proposal)草案,旨在进一步优化数字类型处理性能,并可能引入更高效的新方法以处理大数值的加减运算。例如,对于金融、科学计算等领域,精准且高效的正负数运算至关重要。 与此同时,Python在非数值类型如字符串、列表、元组等上的加法操作也体现了其动态语言特性。在实际开发场景中,开发者可以利用这些灵活的加法规则实现数据拼接、集合合并等功能,极大地提高了开发效率与代码可读性。例如,Facebook的开源库Django就广泛运用了Python的字符串格式化和列表合并机制,从而简化Web开发中的模板渲染逻辑。 此外,深入探讨Python的底层实现原理,我们会发现,无论是整数还是浮点数的加法运算,Python内部都采用了C语言编写的高效算法,确保了计算的准确性和速度。而对于复杂的数据结构,Python通过其内置的方法巧妙地实现了类似“加法”的行为,这是对面向对象编程思想的深刻体现,也是Python设计哲学“简洁即力量”在实践中的应用典范。 总之,Python在正负数加法以及各类数据类型的“加法”操作上展现出了卓越的灵活性与实用性,不断与时俱进的更新也让它持续保持活力,满足广大开发者在不同场景下的需求。建议读者进一步探索Python的相关文档,了解其更多高级特性,并关注Python社区的最新动态,以便更好地掌握这一强大的编程工具。
2023-05-02 19:24:10
336
软件工程师
JQuery
...ray.from()方法和扩展运算符,开发者在处理数组转换时拥有了更多选择。 近期一篇来自Mozilla Developer Network(MDN)的技术文章《利用现代JavaScript特性高效处理数组》指出,Array.from()方法不仅能够将类数组对象转换为真正的数组,还可以用于实现类似jQuery.toArray()的功能。此外,该文还探讨了如何结合Map、Set、flatMap等新API提升数组操作的效率和代码可读性。 与此同时,React和Vue等主流前端框架在处理数据更新与渲染时,对原生数组操作有着深度优化。例如,在Vue3中,通过响应式系统对数组变化进行追踪,开发者可以更自然地操作数组,而无需显式调用特定的转换方法。 另外,对于那些依然广泛使用jQuery库但寻求性能优化方案的项目,有专家建议适时评估并逐步替换部分jQuery功能,转而采用原生JavaScript或者轻量级的替代品,以减少冗余代码并提高页面加载速度。这方面的案例分析和实战教程可以在许多技术博客和社区论坛上找到,如“重构:从jQuery到原生JavaScript的最佳实践”一文,提供了详细的步骤指导和性能对比测试。 总之,在当今快速发展的Web开发领域中,理解和掌握不同场景下最优的数组操作方式至关重要,无论是原生JavaScript还是第三方库提供的工具,都需要紧跟技术潮流,以便于构建高性能且易于维护的Web应用。
2023-03-19 10:40:17
88
代码侠
VUE
...次更新页面时不必要的运算。而在过滤器中,我们会对数据进行筛选、排序、去重等处理,减少页面渲染的工作量。 除此之外,Vue还提供了大量的优化方案,比如缓存页面数据、懒加载图片、异步请求数据等,这些优化措施的使用能够加速页面加载速度,提高用户体验。
2023-10-30 09:32:35
105
算法侠
Oracle
...存和跟踪数据库更改的方法。在Oracle数据库里,我们可以把日志记录模式调整为三种状态:第一种是“Logging”,就像是给数据库的每一步操作都记日记;第二种是“Force Logging”,这个就厉害了,不管怎样都会坚持写日记,一个字儿都不能少;最后一种是“Nologging”,顾名思义,就是选择暂时不记日记啦。本文将详细介绍这三种日志记录模式及其使用方法。 一、日志记录模式(Logging、FORCE LOGGING、NOLOGGING) 1. Logging Logging模式是最常见的日志记录模式,它会在更改数据库对象(如表,视图,索引等)时将更改记录到重做日志文件中。在这样的模式下,重做日志文件就像是个神奇的时光倒流机,一旦数据库出了状况,就能用它把数据库恢复到之前的状态,就像啥事儿都没发生过一样。 以下是使用Logging模式创建新表的SQL语句: sql CREATE TABLE Employees ( EmployeeID INT PRIMARY KEY, FirstName VARCHAR(50), LastName VARCHAR(50), HireDate DATE); 2. Force Logging Force Logging模式是在任何情况下都强制数据库记录日志。这种模式常用于数据安全性高或者需要快速恢复的环境。 以下是使用Force Logging模式创建新表的SQL语句: sql ALTER DATABASE OPEN LOGGING; CREATE TABLE Employees ( EmployeeID INT PRIMARY KEY, FirstName VARCHAR(50), LastName VARCHAR(50), HireDate DATE); 3. Nologging Nologging模式尽量减少日志的记录,主要用于提高数据库性能。但是,在这种模式下,一旦出现错误,就无法通过日志进行恢复。 以下是使用Nologging模式创建新表的SQL语句: sql ALTER DATABASE OPEN NOARCHIVELOG; CREATE TABLE Employees ( EmployeeID INT PRIMARY KEY, FirstName VARCHAR(50), LastName VARCHAR(50), HireDate DATE); 二、日志记录模式的使用情况 根据业务需求和性能考虑,选择合适的日志记录模式是非常重要的。以下是一些使用日志记录模式的情况: 1. 数据安全性要求高的环境 在这种环境下,推荐使用Force Logging模式,因为它强制数据库记录日志,并且可以在出现错误后快速恢复数据库。 2. 性能优先的环境 在这种环境下,推荐使用Nologging模式,因为它减少了日志的记录,提高了数据库的性能。但是需要注意的是,一旦出现错误,就无法通过日志进行恢复。 3. 普通的数据库环境 在这种环境下,推荐使用Logging模式,因为它既能够记录日志,又不会严重影响数据库的性能。 三、结论 了解Oracle数据库的日志记录模式可以帮助我们更好地管理和维护数据库。挑对日志记录的方式,咱们就能在确保数据库跑得溜又安全的前提下,最大程度地挠到业务需求的痒处。希望这篇文章能像一位贴心的朋友,帮您把Oracle数据库那神秘的日志记录模式掰开了、揉碎了,让您轻轻松松掌握住,明明白白理解透。
2023-10-22 22:38:41
276
人生如戏-t
JQuery
...y中数据数值型转化的方法后,我们可以进一步探索JavaScript和Web开发领域中关于数据类型处理的最新趋势和技术动态。例如,随着ECMAScript(ES)规范的不断演进,最新的ES2021引入了BigInt类型以支持任意大小的整数计算,这对于处理大数据量或精确数学运算具有重要意义。另外,对于可能包含非标准格式数字的字符串转换问题,开发者可以关注Intl.NumberFormat API,它提供了强大的本地化数字格式化能力,能有效解决国际化场景下的数字转换需求。 同时,在前端性能优化方面,合理而准确的数据类型转化能够显著提升代码执行效率,减少潜在的运行时错误。比如,通过TypeScript等静态类型检查工具提前发现并修正类型转换问题,已经成为现代前端工程化实践中的重要环节。近期,一项关于浏览器内部机制的研究指出,对DOM操作中的数据类型进行预处理和优化,可有效提升页面渲染速度和用户体验。 此外,针对实际项目开发中可能遇到的具体问题,诸如如何在JSON.parse过程中更灵活地处理数值类型,或者如何利用lodash、Ramda等函数式编程库进行更为精细的数据类型转化,都是值得开发者深入了解和探讨的话题。总的来说,随着技术的发展与进步,理解和掌握高效、精准的数据类型转化策略,将在不断提升应用性能的同时,也有助于保障代码的质量和稳定性。
2023-09-13 16:02:10
149
编程狂人
Greenplum
...大数据和云计算技术的快速发展,数据类型的管理与转换在实际应用场景中的重要性日益凸显。 2022年5月,PostgreSQL(Greenplum基于其构建)发布了最新版本14,其中包含了对数据类型转换功能的重大改进与优化。例如,新版本增强了JSON和JSONB类型与其他数据类型间的转换能力,并引入了更灵活的类型转换函数,有助于降低用户在处理复杂数据结构时遭遇类型转换错误的风险。 此外,业内专家强调,在进行大规模分布式计算时,尤其是在使用如Apache Spark或Flink等现代大数据处理框架对接Greenplum时,了解并掌握数据类型转换的最佳实践至关重要。有研究指出,通过预处理阶段的数据清洗、类型检查以及合理利用数据库内置的转换机制,可有效预防因类型不匹配引发的问题,进一步提升整体系统的性能与效率。 因此,对于Greenplum使用者来说,持续关注数据库系统的发展动态,结合实际业务需求深入了解和应用不同类型转换的方法,将极大地助力于实现高效精准的数据分析和决策支持。同时,参考相关的最佳实践文档和社区案例分享,也是提升技术水平、避免潜在问题的良好途径。
2023-11-08 08:41:06
598
彩虹之上-t
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知识学习
实践的时候请根据实际情况谨慎操作。
随机学习一条linux命令:
crontab -e
- 编辑用户的定时任务计划。
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