[NET编程中数组索引超出范围问题详解]的搜索结果

一、引言 在.NET编程的世界里，我们常常与各种异常打交道，其中SystemRankException就是一种常见的运行时错误。当它在摆弄多维数组，特别是在核实各个维度时，搞不好会蹦出这个异常来。今天，咱们就一块儿来聊聊这个看似不起眼的小错误背后，到底藏着哪些有趣的逻辑秘密，以及我们应该如何巧妙地应对和解决它。 二、什么是SystemRankException？ SystemRankException是.NET Framework中System.IndexOutOfRangeException的一个子类，主要用来表示在访问数组元素时，试图使用一个超出数组维度范围的索引。说白了，假设你正在尝试从一个二维数组中捞出第三行第四列的数据，然而这个数组它只有两行那么点儿大，这时候系统就会毫不客气地抛出异常来提醒你。 三、异常实例分析 让我们通过一个具体的代码示例来理解这个问题： csharp public class ArrayDimensionExample { public static void Main() { int[,] matrix = new int[2, 3]; // 一个2x3的矩阵 Console.WriteLine(matrix[2, 2]); // 这将抛出SystemRankException } } 在这段代码中，我们尝试访问一个不存在的矩阵元素（matrix[2, 2]），因为矩阵只有两行，所以会引发SystemRankException，提示"Array dimensions are not compatible." 四、如何避免和处理SystemRankException？ 1. 检查数组维数 在访问多维数组之前，始终确保你对数组的大小有正确的理解。你可以使用Array.GetLength方法获取数组的维度。 csharp if (matrix.GetLength(0) >= 3 && matrix.GetLength(1) >= 4) { Console.WriteLine(matrix[2, 2]); // 这将正常打印，前提是你有足够的空间 } else { throw new ArgumentException("试图访问的索引超出了数组范围"); } 2. 使用Try/Catch捕获异常 在可能发生错误的地方使用try-catch块，可以优雅地处理异常，而不是让程序立即崩溃。 csharp try { Console.WriteLine(matrix[2, 2]); } catch (SystemRankException e) { Console.WriteLine($"发生SystemRankException: {e.Message}"); } 五、深入理解与实践 当遇到SystemRankException时，我们不仅要理解它的原因，还要学会如何在实际项目中有效地处理。这或许意味着我们需要给数据结构来个大升级，或者在触碰数组之前，先给输入做个更严苛的“安检”验证。记住，一个好的程序员不仅知道如何编写代码，还能预见并预防潜在的问题。 六、结语 SystemRankException虽然看似简单，但它提醒我们在.NET编程中，细节决定成败。理解并正确处理这类异常，可以帮助我们写出更加健壮、可维护的代码。希望这篇文章能帮助你在处理数组维数问题时少走弯路，祝你在.NET的世界里编程愉快！

...blog.csdn.net/hong2511/article/details/80842704。 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。 原文地址为： 大数据——海量数据处理的基本方法总结 声明： 原文引用参考July大神的csdn博客文章 => 海量处理面试题 海量数据处理概述 所谓海量数据处理，就是数据量太大，无法在较短时间内迅速解决，无法一次性装入内存。本文在前人的基础上总结一下解决此类问题的办法。那么有什么解决办法呢? 时间复杂度方面，我们可以采用巧妙的算法搭配合适的数据结构，如Bloom filter/Hash/bit-map/堆/数据库或倒排索引/trie树。空间复杂度方面，分而治之/hash映射。 海量数据处理的基本方法总结起来分为以下几种： 分而治之/hash映射 + hash统计 + 堆/快速/归并排序； 双层桶划分； Bloom filter/Bitmap； Trie树/数据库/倒排索引； 外排序； 分布式处理之Hadoop/Mapreduce。 前提基础知识： 1 byte= 8 bit。 int整形一般为4 bytes 共32位bit。 2^32=4G。 1G=2^30=10.7亿。 1 分而治之+hash映射+快速/归并/堆排序 问题1 给定a、b两个文件，各存放50亿个url，每个url各占64字节，内存限制是4G，让你找出a、b文件共同的url？ 分析：50亿64=320G大小空间。 算法思想1：hash 分解+ 分而治之 + 归并 遍历文件a，对每个url根据某种hash规则求取hash(url)/1024，然后根据所取得的值将url分别存储到1024个小文件（a0~a1023）中。这样每个小文件的大约为300M。如果hash结果很集中使得某个文件ai过大，可以在对ai进行二级hash(ai0~ai1024)。 这样url就被hash到1024个不同级别的目录中。然后可以分别比较文件，a0VSb0……a1023VSb1023。求每对小文件中相同的url时，可以把其中一个小文件的url存储到hash_map中。然后遍历另一个小文件的每个url，看其是否在刚才构建的hash_map中，如果是，那么就是共同的url，存到文件里面就可以了。 把1024个级别目录下相同的url合并起来。 问题2 有10个文件，每个文件1G，每个文件的每一行存放的都是用户的query，每个文件的query都可能重复。要求你按照query的频度排序。 解决思想1：hash分解+ 分而治之 +归并 顺序读取10个文件a0~a9，按照hash(query)%10的结果将query写入到另外10个文件（记为 b0~b9）中。这样新生成的文件每个的大小大约也1G（假设hash函数是随机的）。 找一台内存2G左右的机器，依次对用hash_map(query, query_count)来统计每个query出现的次数。利用快速/堆/归并排序按照出现次数进行排序。将排序好的query和对应的query_cout输出到文件中。这样得到了10个排好序的文件c0~c9。 对这10个文件c0~c9进行归并排序（内排序与外排序相结合）。每次取c0~c9文件的m个数据放到内存中，进行10m个数据的归并，即使把归并好的数据存到d结果文件中。如果ci对应的m个数据全归并完了，再从ci余下的数据中取m个数据重新加载到内存中。直到所有ci文件的所有数据全部归并完成。 解决思想2： Trie树 如果query的总量是有限的，只是重复的次数比较多而已，可能对于所有的query，一次性就可以加入到内存了。在这种假设前提下，我们就可以采用trie树/hash_map等直接来统计每个query出现的次数，然后按出现次数做快速/堆/归并排序就可以了。 问题3： 有一个1G大小的一个文件，里面每一行是一个词，词的大小不超过16字节，内存限制大小是1M。返回频数最高的100个词。 类似问题：怎么在海量数据中找出重复次数最多的一个？ 解决思想： hash分解+ 分而治之+归并 顺序读文件中，对于每个词x，按照hash(x)/(10244)存到4096个小文件中。这样每个文件大概是250k左右。如果其中的有的文件超过了1M大小，还可以按照hash继续往下分，直到分解得到的小文件的大小都不超过1M。 对每个小文件，统计每个文件中出现的词以及相应的频率（可以采用trie树/hash_map等），并取出出现频率最大的100个词（可以用含100个结点的最小堆），并把100词及相应的频率存入文件。这样又得到了4096个文件。 下一步就是把这4096个文件进行归并的过程了。（类似与归并排序） 问题4 海量日志数据，提取出某日访问百度次数最多的那个IP 解决思想： hash分解+ 分而治之 + 归并 把这一天访问百度的日志中的IP取出来，逐个写入到一个大文件中。注意到IP是32位的，最多有2^32个IP。同样可以采用hash映射的方法，比如模1024，把整个大文件映射为1024个小文件。 再找出每个小文中出现频率最大的IP（可以采用hash_map进行频率统计，然后再找出频率最大的几个）及相应的频率。 然后再在这1024组最大的IP中，找出那个频率最大的IP，即为所求。 问题5 海量数据分布在100台电脑中，想个办法高效统计出这批数据的TOP10。 解决思想： 分而治之 + 归并。 注意TOP10是取最大值或最小值。如果取频率TOP10，就应该先hash分解。 在每台电脑上求出TOP10，采用包含10个元素的堆完成（TOP10小，用最大堆，TOP10大，用最小堆）。比如求TOP10大，我们首先取前10个元素调整成最小堆，如果发现，然后扫描后面的数据，并与堆顶元素比较，如果比堆顶元素大，那么用该元素替换堆顶，然后再调整为最小堆。最后堆中的元素就是TOP10大。 求出每台电脑上的TOP10后，然后把这100台电脑上的TOP10组合起来，共1000个数据，再利用上面类似的方法求出TOP10就可以了。 问题6 在2.5亿个整数中找出不重复的整数，内存不足以容纳这2.5亿个整数。 解决思路1 ： hash 分解+ 分而治之 + 归并 2.5亿个int数据hash到1024个小文件中a0~a1023，如果某个小文件大小还大于内存，进行多级hash。每个小文件读进内存，找出只出现一次的数据，输出到b0~b1023。最后数据合并即可。 解决思路2 ： 2-Bitmap 如果内存够1GB的话，采用2-Bitmap（每个数分配2bit，00表示不存在，01表示出现一次，10表示多次，11无意义）进行，共需内存2^322bit=1GB内存。然后扫描这2.5亿个整数，查看Bitmap中相对应位，如果是00变01，01变10，10保持不变。所描完事后，查看bitmap，把对应位是01的整数输出即可。 注意，如果是找出重复的数据，可以用1-bitmap。第一次bit位由0变1，第二次查询到相应bit位为1说明是重复数据，输出即可。 问题7 一共有N个机器，每个机器上有N个数。每个机器最多存O(N)个数并对它们操作。如何找到N^2个数中的中数？ 解决思想1 ： hash分解 + 排序 按照升序顺序把这些数字，hash划分为N个范围段。假设数据范围是2^32 的unsigned int 类型。理论上第一台机器应该存的范围为0~(2^32)/N，第i台机器存的范围是(2^32)(i-1)/N~(2^32)i/N。hash过程可以扫描每个机器上的N个数，把属于第一个区段的数放到第一个机器上，属于第二个区段的数放到第二个机器上，…，属于第N个区段的数放到第N个机器上。注意这个过程每个机器上存储的数应该是O(N)的。 然后我们依次统计每个机器上数的个数，一次累加，直到找到第k个机器，在该机器上累加的数大于或等于（N^2）/2，而在第k-1个机器上的累加数小于（N^2）/2，并把这个数记为x。那么我们要找的中位数在第k个机器中，排在第（N^2）/2-x位。然后我们对第k个机器的数排序，并找出第（N^2）/2-x个数，即为所求的中位数的复杂度是O（N^2）的。 解决思想2： 分而治之 + 归并 先对每台机器上的数进行排序。排好序后，我们采用归并排序的思想，将这N个机器上的数归并起来得到最终的排序。找到第（N^2）/2个便是所求。复杂度是O（N^2 lgN^2）的。 2 Trie树+红黑树+hash_map 这里Trie树木、红黑树或者hash_map可以认为是第一部分中分而治之算法的具体实现方法之一。 问题1 上千万或上亿数据（有重复），统计其中出现次数最多的钱N个数据。 解决思路： 红黑树 + 堆排序 如果是上千万或上亿的int数据，现在的机器4G内存可以能存下。所以考虑采用hash_map/搜索二叉树/红黑树等来进行统计重复次数。 然后取出前N个出现次数最多的数据，可以用包含N个元素的最小堆找出频率最大的N个数据。 问题2 1000万字符串，其中有些是重复的，需要把重复的全部去掉，保留没有重复的字符串。请怎么设计和实现？ 解决思路：trie树。 这题用trie树比较合适，hash_map也应该能行。 问题3 一个文本文件，大约有一万行，每行一个词，要求统计出其中最频繁出现的前10个词，请给出思想，给出时间复杂度分析。 解决思路： trie树 + 堆排序 这题是考虑时间效率。 1. 用trie树统计每个词出现的次数，时间复杂度是O(nlen)（len表示单词的平准长度）。 2. 然后找出出现最频繁的前10个词，可以用堆来实现，前面的题中已经讲到了，时间复杂度是O(nlg10)。 总的时间复杂度，是O(nle)与O(nlg10)中较大的哪一个。 问题4 搜索引擎会通过日志文件把用户每次检索使用的所有检索串都记录下来，每个查询串的长度为1-255字节。假设目前有一千万个记录，这些查询串的重复读比较高，虽然总数是1千万，但是如果去除重复和，不超过3百万个。一个查询串的重复度越高，说明查询它的用户越多，也就越热门。请你统计最热门的10个查询串，要求使用的内存不能超过1G。 解决思想 ： trie树 + 堆排序 采用trie树，关键字域存该查询串出现的次数，没有出现为0。最后用10个元素的最小推来对出现频率进行排序。 3 BitMap或者Bloom Filter 3.1 BitMap BitMap说白了很easy，就是通过bit位为1或0来标识某个状态存不存在。可进行数据的快速查找，判重，删除，一般来说适合的处理数据范围小于82^32。否则内存超过4G，内存资源消耗有点多。 问题1 已知某个文件内包含一些电话号码，每个号码为8位数字，统计不同号码的个数。 解决思路： bitmap 8位最多99 999 999，需要100M个bit位，不到12M的内存空间。我们把0-99 999 999的每个数字映射到一个Bit位上，所以只需要99M个Bit==12MBytes，这样，就用了小小的12M左右的内存表示了所有的8位数的电话 问题2 2.5亿个整数中找出不重复的整数的个数，内存空间不足以容纳这2.5亿个整数。 解决思路：2bit map 或者两个bitmap。 将bit-map扩展一下，用2bit表示一个数即可，00表示未出现，01表示出现一次，10表示出现2次及以上，11可以暂时不用。 在遍历这些数的时候，如果对应位置的值是00，则将其置为01；如果是01，将其置为10；如果是10，则保持不变。需要内存大小是2^32/82=1G内存。 或者我们不用2bit来进行表示，我们用两个bit-map即可模拟实现这个2bit-map，都是一样的道理。 3.2 Bloom filter Bloom filter可以看做是对bit-map的扩展。 参考july大神csdn文章 Bloom Filter 详解 4 Hadoop+MapReduce 参考引用july大神 csdn文章 MapReduce的初步理解 Hadoop框架与MapReduce模式 转载请注明本文地址： 大数据——海量数据处理的基本方法总结 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/hong2511/article/details/80842704。 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。

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walterlv。 引发异常 引发异常使用 throw 关键字。只是注意如果要重新抛出异常，请使用 throw; 语句或者将原有异常作为内部异常。 创建自定义异常 如果你只是随便在业务上创建一个异常，那么写一个类继承自 Exception 即可： public class MyCustomException : Exception{public string MyCustomProperty { get; }public MyCustomException(string customProperty) => MyCustomProperty = customProperty;} 不过，如果你需要写一些比较通用抽象的异常（用于被继承），或者在底层组件代码中写自定义异常，那么就建议考虑写全异常的所有构造函数，并且加上可序列化： [Serializable]public class InvalidDepartmentException : Exception{public InvalidDepartmentException() : base() { }public InvalidDepartmentException(string message) : base(message) { }public InvalidDepartmentException(string message, Exception innerException) : base(message, innerException) { }// 如果异常需要跨应用程序域、跨进程或者跨计算机抛出，就需要能被序列化。protected InvalidDepartmentException(SerializationInfo info, StreamingContext context) : base(info, context) { } } 在创建自定义异常的时候，建议： 名称以 Exception 结尾 Message 属性的值是一个句子，用于描述异常发生的原因。 提供帮助诊断错误的属性。 尽量写全四个构造函数，前三个方便使用，最后一个用于序列化异常（新的异常类应可序列化）。 finally 异常堆栈跟踪 堆栈跟踪从引发异常的语句开始，到捕获异常的 catch 语句结束。 利用这一点，你可以迅速找到引发异常的那个方法，也能找到是哪个方法中的 catch 捕捉到的这个异常。 异常处理原则 try-catch-finally 我们第一个要了解的异常处理原则是——明确 try catch finally 的用途！ try 块中，编写可能会发生异常的代码。 最好的情况是，你只将可能会发生异常的代码放到 try 块中，当然实际应用的时候可能会需要额外放入一些相关代码。但是如果你将多个可能发生异常的代码放到一个 try 块中，那么将来定位问题的时候你就会很抓狂（尤其是多个异常还是一个类别的时候）。 catch 块的作用是用来 “恢复错误” 的，是用来 “恢复错误” 的，是用来 “恢复错误” 的。 如果你在 try 块中先更改了类的状态，随后出了异常，那么最好能将状态改回来——这可以避免这个类型或者应用程序的其他状态出现不一致——这很容易造成应用程序“雪崩”。举一个例子：我们写一个程序有简洁模式和专业模式，在从简洁模式切换到专业模式的时候，我们设置 IsProfessionalMode 为 true，但随后出现了异常导致没有成功切换为专业模式；然而接下来所有的代码在执行时都判断 IsProfessionalMode 为 true 状态不正确，于是执行了一些非预期的操作，甚至可能用到了很多专业模式中才会初始化的类型实例（然而没有完成初始化），产生大量的额外异常；我们说程序雪崩了，多数功能再也无法正常使用了。 当然如果任务已全部完成，仅仅在对外通知的时候出现了异常，那么这个时候不需要恢复状态，因为实际上已经完成了任务。 你可能会有些担心如果我没有任何手段可以恢复错误怎么办？那这个时候就不要处理异常！——如果不知道如何恢复错误，请不要处理异常！让异常交给更上一层的模块处理，或者交给整个应用程序全局异常处理模块进行统一处理（这个后面会讲到）。 另外，异常不能用于在正常执行过程中更改程序的流程。异常只能用于报告和处理错误条件。 finally 块的作用是清理资源。 虽然 .NET 的垃圾回收机制可以在回收类型实例的时候帮助我们回收托管资源（例如 FileStream 类打开的文件），但那个时机不可控。因此我们需要在 finally 块中确保资源可被回收，这样当重新使用这个文件的时候能够立刻使用而不会被占用。 一段异常处理代码中可能没有 catch 块而有 finally 块，这个时候的重点是清理资源，通常也不知道如何正确处理这个错误。 一段异常处理代码中也可能 try 块留空，而只在 finally 里面写代码，这是为了“线程终止”安全考虑。在 .NET Core 中由于不支持线程终止因此可以不用这么写。详情可以参考：.NET/C 异常处理：写一个空的 try 块代码，而把重要代码写到 finally 中（Constrained Execution Regions） - walterlv。 该不该引发异常？ 什么情况下该引发异常？答案是——这真的是一个异常情况！ 于是，我们可能需要知道什么是“异常情况”。 一个可以参考的判断方法是——判断这件事发生的频率： 如果这件事并不常见，当它发生时确实代表发生了一个错误，那么这件事情就可以认为是异常。 如果这件事经常发生，代码中正常情况就应该处理这件事情，那么这件事情就不应该被认为是异常（而是正常流程的一部分）。 例如这些情况都应该认为是异常： 方法中某个参数不应该传入 null 时但传入了 null 这是开发者使用这个方法时没有遵循此方法的契约导致的，让开发者改变调用此方法的代码就可以完全避免这件事情发生 而下面这些情况则不应该认为是异常： 用户输入了一串字符，你需要将这串字符转换为数字 用户输入的内容本身就千奇百怪，出现非数字的输入再正常不过了，对非数字的处理本就应该成为正常流程的一部分 对于这些不应该认为是异常的情况，编写的代码就应该尽可能避免异常。 有两种方法来避免异常： 先判断再使用。 例如读取文件之前，先判断文件是否存在；例如读取文件流时先判断是否已到达文件末尾。 如果提前判断的成本过高，可采用 TryDo 模式来完成，例如字符串转数字中的 TryParse 方法，字典中的 TryGetValue 方法。 对极为常见的错误案例返回 null（或默认值），而不是引发异常。极其常见的错误案例可被视为常规控制流。通过在这些情况下返回 NULL（或默认值），可最大程度地减小对应用的性能产生的影响。（后面会专门说 null） 而当存在下列一种或多种情况时，应引发异常： 方法无法完成其定义的功能。 根据对象的状态，对某个对象进行不适当的调用。 请勿有意从自己的源代码中引发 System.Exception、System.SystemException、System.NullReferenceException 或 System.IndexOutOfRangeException。 该不该捕获异常？ 在前面 try-catch-finally 小节中，我们提到了 catch 块中应该写哪些代码，那里其实已经说明了哪些情况下应该处理异常，哪些情况下不应该处理异常。一句总结性的话是——如果知道如何从错误中恢复，那么就捕获并处理异常，否则交给更上层的业务去捕获异常；如果所有层都不知道如何处理异常，就交给全局异常处理模块进行处理。 应用程序全局处理异常 对于 .NET 程序，无论是 .NET Framework 还是 .NET Core，都有下面这三个可以全局处理的异常。这三个都是事件，可以自行监听。 AppDomain.UnhandledException 应用程序域未处理的异常，任何线程中未处理掉的异常都会进入此事件中 当这里能够收到事件，意味着应用程序现在频临崩溃的边缘（从设计上讲，都到这里了，也再没有任何代码能够使得程序从错误中恢复了） 不过也可以配置 legacyUnhandledExceptionPolicy 防止后台线程抛出的异常让程序崩溃退出 建议在这个事件中记录崩溃日志，然后对应用程序进行最后的拯救恢复操作（例如保存用户的文档数据） AppDomain.FirstChanceException 应用程序域中的第一次机会异常 我们前面说过，一个异常被捕获时，其堆栈信息将包含从 throw 块到 catch 块之间的所有帧，而在第一次机会异常事件中，只是刚刚 throw 出来，还没有被任何 catch 块捕捉，因此在这个事件中堆栈信息永远只会包含一帧（不过可以稍微变通一下在第一次机会异常 FirstChanceException 中获取比较完整的异常堆栈） 注意第一次机会异常事件即便异常会被 catch 也会引发，因为它引发在 catch 之前 不要认为异常已经被 catch 就万事大吉可以无视这个事件了。前面我们说过异常仅在真的是异常的情况才应该引发，因此如果这个事件中引发了异常，通常也真的意味着发生了错误（差别只是我们能否从错误中恢复而已）。如果你经常在正常的操作中发现可以通过此事件监听到第一次机会异常，那么一定是应用程序或框架中的异常设计出了问题（可能把正常应该处理的流程当作了异常，可能内部实现代码错误，可能出现了使用错误），这种情况一定是要改代码修 Bug 的。而一些被认为是异常的情况下收到此事件则是正常的。 TaskScheduler.UnobservedTaskException 在使用 async / await 关键字编写异步代码的时候，如果一直有 await 传递，那么异常始终可以被处理到；但中间有异步任务没有 await 导致异常没有被传递的时候，就会引发此事件。 如果在此事件中监听到异常，通常意味着代码中出现了不正确的 async / await 的使用（要么应该修改实现避免异常，要么应该正确处理异常并从中恢复错误） 对于 GUI 应用程序，还可以监听 UI 线程上专属的全局异常： WPF：Application.DispatcherUnhandledException 或者 Dispatcher.UnhandledException Windows Forms：Application.ThreadException 关于这些全局异常的处理方式和示例代码，可以参阅博客： WPF UnhandledException - Iron 的博客 - CSDN博客 抛出哪些异常？ 任何情况下都不应该抛出这些异常： 过于抽象，以至于无法表明其含义 Exception 这可是顶级基类，这都抛出来了，使用者再也无法正确地处理此异常了 SystemException 这是各种异常的基类，本身并没有明确的意义 ApplicationException 这是各种异常的基类，本身并没有明确的意义 由 CLR 引发的异常 NullReferenceException 试图在空引用上执行某些方法，除了告诉实现者出现了意料之外的 null 之外，没有什么其它价值了 IndexOutOfRangeException 使用索引的时候超出了边界 InvalidCastException 表示试图对某个类型进行强转但类型不匹配 StackOverflow 表示栈溢出，这通常说明实现代码的时候写了不正确的显式或隐式的递归 OutOfMemoryException 表示托管堆中已无法分出期望的内存空间，或程序已经没有更多内存可用了 AccessViolationException 这说明使用非托管内存时发生了错误 BadImageFormatException 这说明了加载的 dll 并不是期望中的托管 dll TypeLoadException 表示类型初始化的时候发生了错误 .NET 设计失误 FormatException 因为当它抛出来时无法准确描述到底什么错了 首先是你自己不应该抛出这样的异常。其次，你如果在运行中捕获到了上面这些异常，那么代码一定是写得有问题。 如果是捕获到了上面 CLR 的异常，那么有两种可能： 你的代码编写错误（例如本该判空的代码没有判空，又如索引数组超出界限） 你使用到的别人写的代码编写错误（那你就需要找到它改正，或者如果开源就去开源社区中修复吧） 而一旦捕获到了上面其他种类的异常，那就找到抛这个异常的人，然后对它一帧狂扁即可。 其他的异常则是可以抛出的，只要你可以准确地表明错误原因。 另外，尽量不要考虑抛出聚合异常 AggregateException，而是优先使用 ExceptionDispatchInfo 抛出其内部异常。详见：使用 ExceptionDispatchInfo 捕捉并重新抛出异常 - walterlv。 异常的分类 在 该不该引发异常 小节中我们说到一个异常会被引发，是因为某个方法声称的任务没有成功完成（失败），而失败的原因有四种： 方法的使用者用错了（没有按照方法的契约使用） 方法的执行代码写错了 方法执行时所在的环境不符合预期 简单说来，就是：使用错误，实现错误、环境错误。 使用错误： ArgumentException 表示参数使用错了 ArgumentNullException 表示参数不应该传入 null ArgumentOutOfRangeException 表示参数中的序号超出了范围 InvalidEnumArgumentException 表示参数中的枚举值不正确 InvalidOperationException 表示当前状态下不允许进行此操作（也就是说存在着允许进行此操作的另一种状态） ObjectDisposedException 表示对象已经 Dispose 过了，不能再使用了 NotSupportedException 表示不支持进行此操作（这是在说不要再试图对这种类型的对象调用此方法了，不支持） PlatformNotSupportedException 表示在此平台下不支持（如果程序跨平台的话） NotImplementedException 表示此功能尚在开发中，暂时请勿使用 实现错误： 前面由 CLR 抛出的异常代码主要都是实现错误 NullReferenceException 试图在空引用上执行某些方法，除了告诉实现者出现了意料之外的 null 之外，没有什么其它价值了 IndexOutOfRangeException 使用索引的时候超出了边界 InvalidCastException 表示试图对某个类型进行强转但类型不匹配 StackOverflow 表示栈溢出，这通常说明实现代码的时候写了不正确的显式或隐式的递归 OutOfMemoryException 表示托管堆中已无法分出期望的内存空间，或程序已经没有更多内存可用了 AccessViolationException 这说明使用非托管内存时发生了错误 BadImageFormatException 这说明了加载的 dll 并不是期望中的托管 dll TypeLoadException 表示类型初始化的时候发生了错误 环境错误： IOException 下的各种子类 Win32Exception 下的各种子类 …… 另外，还剩下一些不应该抛出的异常，例如过于抽象的异常和已经过时的异常，这在前面一小结中有说明。 其他 一些常见异常的原因和解决方法 在平时的开发当中，你可能会遇到这样一些异常，它不像是自己代码中抛出的那些常见的异常，但也不包含我们自己的异常堆栈。 这里介绍一些常见这些异常的原因和解决办法。 AccessViolationException 当出现此异常时，说明非托管内存中发生了错误。如果要解决问题，需要从非托管代码中着手调查。 这个异常是访问了不允许的内存时引发的。在原因上会类似于托管中的 NullReferenceException。 参考资料 Handling and throwing exceptions in .NET - Microsoft Docs Exceptions and Exception Handling - C Programming Guide - Microsoft Docs 我的博客会首发于 https://blog.walterlv.com/，而 CSDN 会从其中精选发布，但是一旦发布了就很少更新。 如果在博客看到有任何不懂的内容，欢迎交流。我搭建了 dotnet 职业技术学院 欢迎大家加入。 本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议进行许可。欢迎转载、使用、重新发布，但务必保留文章署名吕毅（包含链接：https://walterlv.blog.csdn.net/），不得用于商业目的，基于本文修改后的作品务必以相同的许可发布。如有任何疑问，请与我联系。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/WPwalter/article/details/94610764。 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。

...blog.csdn.net/weixin_56471396/article/details/128681321。 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。 资料出处 资料来源于博客园一位博主的资料，连接如下： https://www.cnblogs.com/chrischen98/p/10659336.html 第一阶段：静态画面 html <!DOCTYPE html><html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title><link rel="stylesheet" href="index.css"><script src="index.js"></script></head><body><div id="pop_star"><div id="targetScore">Target Score : 2000</div><div id="nowScore">Current Score : 0</div><div id="selectScore">0 blocks 0 scores</div></div></body></html> css / 常用页面初始化 /{margin:0;padding:0;}html,body{height: 100%;width: 100%;}pop_star{height: 100%;width: 500px;margin: 0 auto;background: url("./pic/background.png");position: relative; /父元素，为了使之后的子元素都相对于他进行定位，此处设为relative/color:white;background-size: cover; /使背景图片保持比例覆盖整个背景区域/}/ 以下三个元素为现实面板，其样式相同 /targetScore{width: 100%;height: 50px;position: relative;line-height: 50px;text-align: center;font-size: 20px;background-size: cover;}nowScore{width: 100%;height: 50px;position: relative;line-height: 50px;text-align: center;font-size: 20px;background-size: cover;}selectScore{width: 100%;height: 50px;position: relative;line-height: 50px;text-align: center;font-size: 20px;background-size: cover;opacity:0;/不透明度/} js var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function refresh(){ //重绘画板，每次鼠标点击后刷新for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.backgroundImage = "url(./pic/" + squareSet[i][j].num + ".png)"squareSet[i][j].style.left = squareSet[i][j].col squareWidth + "px"; // 别忘了加"px"squareSet[i][j].style.bottom = squareSet[i][j].row squareWidth + "px";} }}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面for(var i = 0 ; i < boardWidth; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果 第二阶段：鼠标选中后，闪烁 只有JavaScript需要修改 var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁，防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中，避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧，仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果2.1 加入这段代码，便会计算闪烁方块得分 function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);} 完整代码为： var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁，防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中，避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧，仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果2.2 第三阶段：消灭星星（只消灭一次） 只消除选中的星星，但是不会掉下来。 在function init(){}里面添加以下代码： // 鼠标点击事件square.onclick = function(){//为移除增加一个延迟动画，为了防止闭包，这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);} } 效果 使得星星移动（原作者这里出现错误） function move(){//纵向下落，采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }} 完整代码如下： var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁，防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中，避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧，仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){//纵向下落，采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动（当出现一列为空时）for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ //必须注意循环结束条件的判断if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑：只需判断最低层为空，该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画，为了防止闭包，这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动，故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数},choose.length 100);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果（下降成功，但是有点小bug只有部分下降了） 解决方案：只需要在function refresh(){}的双循环里面增加以下代码： if(squareSet[i][j] == null) continue; 完整代码如下： var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁，防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {if(squareSet[i][j] == null) continue; // 点击后数组中可能有空值需要跳过squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中，避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧，仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){//纵向下落，采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动（当出现一列为空时）for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ //必须注意循环结束条件的判断if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑：只需判断最低层为空，该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画，为了防止闭包，这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动，故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数},choose.length 100);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 第四阶段：消灭全部星星，返回结果 最终完整版代码如下： var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合（二维数组）每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁，防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){ //重绘画板，每次鼠标点击后刷新for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue; // 点击后数组中可能有空值需要跳过squareSet[i][j].row = i; //更新当前的行列数squareSet[i][j].col = j;squareSet[i][j].style.backgroundImage = "url(./pic/" + squareSet[i][j].num + ".png)"squareSet[i][j].style.backgroundSize = "cover"; //占满范围squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)"; //美观效果让不同星星之间留出空隙（缩小至0.95倍大小）squareSet[i][j].style.left = squareSet[i][j].col squareWidth + "px"; // 别忘了加"px"squareSet[i][j].style.bottom = squareSet[i][j].row squareWidth + "px";squareSet[i][j].style.transition = "left 0.3s, bottom 0.3s";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块，传入参数为颜色、行、列，初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.display = "inline-block"; //需要让对象元素能排列一排temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.style.boxSizing = "border-box"; //重要：不会使增加的边框溢出覆盖到旁边的元素temp.style.borderRadius = "12px";temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue;squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法if(square == null) return; // 递归边界arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1] && //左侧有块squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中，避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1] &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col] &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col] &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧，仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}if(score == 0) return;document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;document.getElementById('selectScore').style.transition = null;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 加锁，点击事件过程中不允许其他点击事件与移入事件if(!flag){tempSquare = obj;return;}// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);if(choose.length <= 1){choose = [];return;}// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){ //下落移动控制//纵向下落，采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动（当出现一列为空时）for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ // 注意循环终止条件的判断！！！因为数组长度会更新if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑：只需判断最低层为空，该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function isFinish(){ //判断游戏结束flag = true; //重要：需要先解锁，保证后续鼠标事件可以被响应for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue; //遍历每一元素判断连通var temp = [];checkLinked(squareSet[i][j] , temp);if(temp.length > 1) return false; //若有某一元素仍有多块连通，则游戏未结束} }return flag;}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建，对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画，为了防止闭包，这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 50);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动，故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数setTimeout(function(){var judge = isFinish();if(judge){ //游戏达到结束条件if(totalScore > targetScore){alert('Congratulations! You win!');}else{alert('Mission Failed!');} }else{flag = true;choose = [];mouseOver(tempSquare); //处理可能存在的冲突} },300 + choose.length 75); //需要一个判断延迟},choose.length 50);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_56471396/article/details/128681321。 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。

... 引言 在编程世界中，特别是在使用C++时，我们经常需要处理各种数据结构，如数组、向量、列表等。嘿，兄弟！你知道数据结构这玩意儿能帮咱们整理和保管各种信息吧？但是啊，有时候呢，如果我们操作得不当，它也能给我们惹来一堆麻烦，你懂我的意思吗？就像咱们在厨房里做菜，放多了盐或者少放了调料，菜就可能不好吃一样。所以啊，用数据结构的时候可得小心点儿，别让它变成咱们的“小麻烦制造机”！其中之一就是容器大小不足的问题。哎呀，你懂的，就像你去超市购物，东西已经塞满了购物车，再往里塞个大号的西瓜，那购物车肯定要翻车或者搞不好西瓜砸到脚上。程序也一样，如果数据容器已经装得满满的了，你还拼命往里加东西，要么程序就直接罢工，要么就乱七八糟地运行，搞得谁都不开心。为了不让这种尴尬的状况发生，同时给咱们的程序员小伙伴们提供一份贴心的错误提示，C++这门编程语言特地准备了一个叫做 std::length_error 的小工具。它专门用来告诉我们，哎呀，你的容器（就是那个放东西的大盒子）不够大，装不下你想要塞进去的东西啦！这样一来，咱们在写代码的时候，如果遇到了这种情况，就知道是哪里出了问题，然后就可以愉快地修改和解决啦！ 为什么需要 std::length_error 想象一下，你正在开发一个应用程序，它需要在用户输入时动态地增加数据容器的大小。哎呀，兄弟，你可得小心点啊！要是你操作不当，特别是像往杯子里倒水那样，已经装满了还拼命加，那可就麻烦大了。程序也是一样，万一你试图在容器已经满满当当的情况下继续塞东西进去，那可就有可能出岔子。可能就是程序突然罢工，或者变得乱七八糟，啥结果都可能出现。所以啊，记得要适时放手，别让东西堆积成山！使用 std::length_error 可以帮助你在这样的情况下优雅地捕获错误，而不是让程序突然停止工作。 实现 std::length_error 在C++中，std::length_error 是 头文件中的一个类模板。这个类通常用来表示操作的长度超过了容器的当前容量。例如，当你尝试访问一个超出范围的数组索引时，或者在向固定大小的数组或容器添加元素时超过了其最大容量，都会触发 std::length_error。 下面是一个简单的示例代码来展示如何使用 std::length_error： cpp include include include int main() { std::vector vec = {1, 2, 3}; // 尝试向已满的容器添加元素 try { vec.push_back(4); // 这里会触发 std::length_error } catch (const std::length_error& e) { std::cout << "Caught std::length_error: " << e.what() << std::endl; } return 0; } 在这个例子中，我们创建了一个包含三个整数的向量，并尝试向其中添加第四个元素。由于向量已经满了，这会导致 std::length_error 被抛出，然后通过 catch 块捕获并打印错误信息。 如何处理 std::length_error 处理 std::length_error 的方式与处理其他异常类型相同。通常，你会在 try-catch 块中放置可能抛出异常的代码，并在 catch 块中处理错误。例如，在上面的例子中，我们捕获了异常并输出了错误信息。 cpp try { vec.push_back(4); } catch (const std::length_error& e) { std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl; // 可能的处理步骤，例如记录日志、通知用户或尝试释放资源 } 结论 std::length_error 提供了一种机制，使得程序员能够在容器大小不足的情况下得到明确的错误信息，而不是让程序意外崩溃。这对于提高代码的健壮性和用户体验至关重要。哎呀，兄弟！咱们得给程序安个保险丝，对吧？这样，当它碰到那些小麻烦，比如电池没电了或者突然停电啥的，它就能聪明地自我修复，而不是直接挂掉。这样一来，咱们的应用就稳如泰山，用户们也不会觉得突然断线啥的，多爽啊！ 总之，std::length_error 是C++程序员工具箱中的一个强大工具，用于管理和响应容器大小不足的错误情况。哎呀，兄弟！理解并掌握这种错误处理的方法，能让你的软件不仅稳定得像座大山，还能让用户用起来舒心顺手，就像喝了一口冰凉的可乐，那叫一个爽！这样一来，你的程序不仅能在复杂的世界里稳如泰山，还能让使用者觉得你是个细心周到的好伙伴。别忘了，这可是让你的软件在芸芸众生中脱颖而出的秘诀！

...blog.csdn.net/weixin_30872499/article/details/96073657。 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。 \(\color{0066ff}{ 题目描述 }\) 给定一个字符串，多次询问某一字串的f值 f(s)代表s的不同字串数量 \(\color{0066ff}{输入格式}\) 第一行T，代表数据组数\(T\leq 5\) 每组数据第一行一个字符串\(1\leq len \leq 2000\) 然后一个数字m(\(1\leq m \leq 10000\))，表示有m个询问 接下来m行，每行两个整数l，r，表示询问[l,r]的字串的答案 \(\color{0066ff}{输出格式}\) 对于每个询问，输出一行表示答案 \(\color{0066ff}{输入样例}\) 2bbaba53 42 22 52 41 4baaba53 33 41 43 55 5 \(\color{0066ff}{输出样例}\) 3175813851 \(\color{0066ff}{数据范围与提示}\) 本题不卡hash， 但是正解不是hash \(\color{0066ff}{ 题解 }\) 考虑没有询问的时候，对于查询不同字串个数，见一个SAM就没事了 本题询问有10000个，考虑优化 因为长度是2000的，\(O(n^2)\)显然可以 所以我们开一个二维数组暴力预处理出所有的ans， 然后\(O(1)\)查询 \(O(nq) \to O(n^2 + q)\) include<bits/stdc++.h>using namespace std;define LL long longLL in() {char ch; int x = 0, f = 1;while(!isdigit(ch = getchar()))(ch == '-') && (f = -f);for(x = ch ^ 48; isdigit(ch = getchar()); x = (x << 1) + (x << 3) + (ch ^ 48));return x f;}const int maxn = 5555;struct SAM {protected:struct node {node ch[26], fa;int len, siz;node(int len = 0, int siz = 0): fa(NULL), len(len), siz(siz) {memset(ch, 0, sizeof ch);} };node root, tail, lst;node pool[maxn];public:node extend(int c) {node o = new(tail++) node(lst->len + 1, 1), v = lst;for(; v && !v->ch[c]; v = v->fa) v->ch[c] = o;if(!v) o->fa = root;else if(v->len + 1 == v->ch[c]->len) o->fa = v->ch[c];else {node n = new(tail++) node(v->len + 1), d = v->ch[c];std::copy(d->ch, d->ch + 26, n->ch);n->fa = d->fa, d->fa = o->fa = n;for(; v && v->ch[c] == d; v = v->fa) v->ch[c] = n;}return lst = o;}void clr() {tail = pool;root = lst = new(tail++) node();}SAM() { clr(); } }sam;LL ans[2050][2050];char s[maxn];int main() {for(int T = in(); T --> 0;) {scanf("%s", s + 1);int len = strlen(s + 1);for(int i = 1; i <= len; i++) {for(int j = i; j <= len; j++) {auto o = sam.extend(s[j] - 'a');ans[i][j] = ans[i][j - 1] + o->len - o->fa->len;}sam.clr();}for(int m = in(); m --> 0;) {int l = in(), r = in();printf("%lld\n", ans[l][r]);} }return 0;} 转载于:https://www.cnblogs.com/olinr/p/10253544.html 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_30872499/article/details/96073657。 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。

...rch）是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。它的基本思想是将数组分为大致相等的两半，通过比较中间元素与目标值来决定是在左半部分还是右半部分继续查找，不断缩小搜索范围，直到找到目标值或确定目标值不存在于数组中。在这篇文章的上下文中，二分查找用于快速统计数组A中小于给定B i 的元素个数以及数组C中大于给定B i 的元素个数。 动态规划 , 动态规划（Dynamic Programming, DP）是一种求解最优化问题的算法策略，通过把原问题分解为相互重叠的子问题，并保留这些子问题的解以避免重复计算，从而有效地求出原问题的最优解。在文章提及的递增三元组问题中，虽然未直接使用动态规划，但在处理更复杂变种时，可能需要运用动态规划思想，如计算满足特定递增条件的序列组合数量。 前缀和数组 , 前缀和数组（Prefix Sum Array）是将一个数组中的每个元素与其前面所有元素之和保存在一个新数组中，使得可以通过查询前缀和数组的某个索引值快速获取原数组到该索引位置的所有元素之和。在解决某些区间查询、滑动窗口等问题时，前缀和可以简化问题并提高效率。虽然文章中并未明确提到前缀和数组的应用，但在实际解决类似递增三元组问题时，如果采用合适的数据结构和方法，前缀和可能是优化计算的有效工具。 大规模数据处理 , 大规模数据处理是指对大量（通常超过传统数据库或单机系统处理能力）的数据进行收集、存储、管理和分析的过程。在本文所描述的编程问题中，由于数组长度N最大可达到100000，因此要求解决方案具备有效处理大规模数据的能力，确保在限定的内存消耗（< 256MB）和CPU消耗（< 1000ms）内得出正确答案。这就涉及到如何设计高效算法以及合理利用数据结构，如排序、二分查找等技术手段，以适应大规模数据的挑战。

...blog.csdn.net/weixin_33130645/article/details/114425171。 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。 java的基本类型包括以下几类: 整型 byte short int long 浮点型 float double 字符型 char 布尔型 boolean 它们都有对应的包装类型(如果没有特殊说明，下面都是说包装类型)，其中整型和浮点型的基类都是Number，并且都是现实了Comparable接口，下面的内容以Integer为例，Byte,Short,Integer,Long只有整型长度上的区别，其他都是类似的。 Integer内部结构 类的内部数据结构是很简单的，只是简单包含了一个基本类型数据，并且提供了一些对基本类型的常见操作。 public final class Integer extends Number implements Comparable { //more code... / The value of the Integer. @serial / private final int value; //more code... } Integer的hashCode、equals和Comparable接口 Integer实现了Comparable接口，内部只是简单使用value值进行比较。还实现了hashCode和equals方法，不过equals还是会进行类型的对比，这也是equal实现的一个基本原则。所以Integer和Long是无论如何都不会相等的。 public int hashCode() { return value; } public boolean equals(Object obj) { if (obj instanceof Integer) { return value == ((Integer)obj).intValue(); } return false; } Integer内部缓存对象 或许你看过一些面试题，使用==来比较进行包装类型的比较，有时候会返回true，这有点不合常理。这个可以通过源码来解释。以Integer它在内部预先定义了一小段Integer对象(见IntegerCache的实现，high的范围还可以通过系统参数java.lang.Integer.IntegerCache.high设置)，并在valueOf调用时判断是否落在这个范围，如果范围合适，返回现成的对象。由于Integer是不变对象，所以它的复用是没有任何隐患的。 public static Integer valueOf(int i) { if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + 128]; else return new Integer(i); } 话虽如此，但这只是一个优化手段，平时是不应该使用==来进行判断对象是否相等的。 Integer和字符串的相互转换 整型和字符串的相互转换也是常用的功能。看一下Integer转换成字符串的源码。 public static String toString(int i, int radix) { if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) radix = 10; / Use the faster version / if (radix == 10) { return toString(i); } char buf[] = new char[33]; boolean negative = (i < 0); int charPos = 32; if (!negative) { i = -i; } while (i <= -radix) { buf[charPos--] = digits[-(i % radix)]; i = i / radix; } buf[charPos] = digits[-i]; if (negative) { buf[--charPos] = '-'; } return new String(buf, charPos, (33 - charPos)); } 算法还是比较简单的，就是根据基数radix不断对这个整数取余数，根据余数找到从digits数组中找到对应字符。这里需要注意的是， 为什么正数要取反使用负数而不是反过来呢，用正数不是更好处理么？其实，这涉及到是否溢出的问题，对于最小的整数integer，取反就会出现移除，还是一个负数，这样就有问题了。 还有一个功能是把整数换成16进制(toHexString)、8进制(toOctalString)或2进制的字符串(toBinaryString)，它最终是调用toUnsignedString实现的。 / Convert the integer to an unsigned number. / private static String toUnsignedString(int i, int shift) { char[] buf = new char[32]; int charPos = 32; int radix = 1 << shift; int mask = radix - 1; do { buf[--charPos] = digits[i & mask]; i >>>= shift; } while (i != 0); return new String(buf, charPos, (32 - charPos)); } 以16进制为例子，shift就是4，得到的mark就是1111，i和mask做与运算后就可以得到在16进制中字符数组的位置，从而得到这4位对应的16进制字符，最后通过右移就抹掉这低4位。 Integer类中有许多方法是和位操作相关的。待后续详解。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_33130645/article/details/114425171。 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。

...blog.csdn.net/HugMua/article/details/121866989。 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。 创建数组 val 声明的数组只能改变元素 var 声明的数组可以改变引用 创建方式 举例 Array () 通用数组 Array(size: Int, init: (Int) -> T) val array: Array<Int> = Array(5) { i -> i 2 } 5是数组长度，i是索引值，元素赋值为索引值2 原生数组 IntArray (长度) Array (长度) val ys1 = IntArray(5) //元素都是0 val ys2 = BooleanArray(5) //元素都是false val ys3 = CharArray(5) //元素都是空格 arrayOfXXX () 指定元素(元素可为任意类型) arrayOf () val array1: Array<Any> = arrayOf(1, '你', "hahaah", false) for (element: Any in array1) print(element) val array2: Array<Int> = arrayOf(1, 2, 3) val array3: Array<Person> = arrayOf(person1, person2) 指定长度(元素都为null) arrayOfNulls () val arrayNull: Array<String> = arrayOfNulls<String>(6) 空数组 emptyArray () val empty: Array<String> = emptyArray<String>() 原生数组(避免拆装箱开销) intArrayOf () ArrayOf () val array3: IntArray = intArrayOf(1, 3, 5, 7) val array4: CharArray = charArrayOf('a', 'b', 'c') 原生数组 & 通用数组 为了避免不必要的拆装箱开销，或者与Java互操作，可以使用原生类型数组。这些类与Array没有继承关系，只是有相同的方法属性，因此 IntArray 和 Array<Int> 是完全不同的类型，但两者可以互转。 原生类型数组 对应Java中的基本数据类型数组 IntArray Array int [ ] [ ] 方法 说明 举例 toIntArray () toArray () 通用→原生 val ty: Array<Int> = arrayOf(1, 2, 3) val toIntArray: IntArray = ty.toIntArray() toTypedArray () 原生→通用 val ys: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3) val toTypedArray: Array<Int> = ys.toTypedArray() Person[] people = {new Person(), new Person()}; //Javaval people: Array<Person> = arrayOf(Person(), Person()) //Kotlin 遍历 val arr = arrayOf(1,2,3,4,5)//通过forEach循环arr.forEach{println(it)}//通过iterator循环var iterable:Iterator<Integer> = arr.iterator();while(iterable.hasNext()){println(iterable.next())}for(element in arr.iterator()){println(element)}//for循环一for(element in arr){println(element)}//for循环二for(index in 0..arr.size-1){println(arr[index])}//for循环三for(index in arr.indices){println(arr[index])}//for循环四for((index, value) in arr.withIndex()){println("$index位置的元素是：$value")}// 上面写法等价于下面写法for (element in arr.withIndex()) {println("${element.index} : ${element.value}")} 操作 方法 说明 .size .indices 数组长度 数组最大索引值 get (索引) 获取元素，推荐使用操作符 [ ] arr[3] 等同于 arr.get(3) set (索引，目标值) 给元素赋值，推荐使用操作符 [ ] arr[3] = "哈" 等同于 arr.set(3,"哈") plus (目标值) 增加：返回一个数组长度+1并用目标值赋值新元素的新数组，不对原数组进行改动 arr + 6 等同于 arr.plus(6) slice (区间) 截取：返回一个截取该区间元素的新数组，不对原数组进行改动 fill (目标值) fill (目标值，起始索引，结束索引) 修改：将该区间的元素赋值为指定值 copyOf () copyOf (个数) copyOfRange (起始索引，结束索引) 返回一个 完全复制了原数组 的新数组 返回一个 正向复制原数组元素个数 的新数组，超过原数组大小的新元素值为null 返回一个 复制原数组该区间元素 的新数组，超过原数组索引范围报错 asList () 数组转集合 reverse () reversedArray () reversed () 反转：将数组中的元素顺序进行反转 返回一个反转后的新数组，不对原数组进行改动 返回一个反转后的list，不对原数组进行改动 sort () sortedArray () sorted () 排序：对数组中的元素进行自然排序 返回一个自然排序后的新数组，不对原数组进行改动 返回一个自然排序后的list，不对原数组进行改动 joinToString (字符串分隔符) 将Array原生数组拼接成一个String，默认分隔符是“,” all (predicate) any (predicate) 全部元素满足条件返回 true，否则 false 任一元素满足条件返回 true，否则 false val arr = arrayOf(1, 2, 3, 4, 5)val cc = charArrayOf('你','们','好')val brr = arrayOf(5,2,1,4,3)//数组长度val num1 = arr.size //5//最大索引val num2 = arr.indices //4for (i in arr.indices) print(i) //01234//条件判断val boolean1 = arr.all { i -> i > 3 } //false，不是全部元素>3//增val arr1 = arr.plus(6) //123456，长度+1并赋值为6val arr2 = arr + 6 //同上//改val arr3 = arr.slice(2..4) //345arr.fill(0) //00000，操作的是原数组val str1 = cc.joinToString("") //你们好brr.sort() //12345val list1 = brr.sorted() //返回一个排序后的listval brr4 = brr.sortedArray() //返回排序后的新数组val arr5 = arr.copyOf() //12345val arr6 = arr.copyOf(2) //12val arr7 = arr.copyOfRange(2,4) //34 多维数组 //方式一：数组里面存的元素是数组val aa = arrayOf(arrayOf(1, 2, 3),arrayOf(4, 5, 6))print(aa[1][2]) //6//方式二：元素为null但类型是数组val bb = arrayOfNulls<Array<Int>>(2) 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/HugMua/article/details/121866989。 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。

...blog.csdn.net/MCKZX/article/details/127630566。 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。 英特尔oneAPI——异构计算学习总结 oneAPI编程模型 多架构编程面临的挑战 SYCL DPC++ 编译和运行DPC++程序 编程实例 实现矢量加法 queue类 Parallel kernel 通用的并行编程模板 Host Accessor 矢量相加源代码 统一共享内存 (Unified Shared Memory USM) USM语法 数据依赖 wait() depends_on in_order queue property 练习1：事件依赖 练习2：事件依赖 UMS实验 oneAPI编程模型 oneAPI编程模型提供了一个全面、统一的开发人员工具组合，可用于各种硬件设备，其中包括跨多个工作负载领域的一系列性能库。这些库包括面向各目标架构而定制化代码的函数，因此相同的函数调用可为各种支持的架构提供优化的性能。DPC++基于行业标准和开放规范，旨在鼓励生态系统的协作和创新。 多架构编程面临的挑战 在以数据为中心的环境中，专用工作负载的数量不断增长。专用负载通常因为没有通用的编程语言或API而需要使用不同的语言和库进行编程，这就需要维护各自独立的代码库。 由于跨平台的工具支持不一致，因此开发人员必须学习和使用一整套不同的工具。单独投入精力给每种硬件平台开发软件。 oneAPI则可以利用一种统一的编程模型以及支持并行性的库，支持包括CPU、GPU、FPGA等硬件等同于原生高级语言的开发性能，并且可以与现有的HPC编程模型交互。 SYCL SYCL支持C++数据并行编程，SYCL和OpenCL一样都是由Khronos Group管理的，SYCL是建立在OpenCL之上的跨平台抽象层，支持用C++用单源语言方式编写用于异构处理器的与设备无关的代码。 DPC++ DPC++(Data Parallel C++)是一种单源语言，可以将主机代码和异构加速器内核写在同一个文件当中，在主机中调用DPC++程序，计算由加速器执行。DPC++代码简洁且效率高，并且是开源的。现有的CUDA应用、Fortran应用、OpenCL应用都可以用不同方式很方便地迁移到DPC++当中。 下图显示了原来使用不同架构的HPC开发人员的一些推荐的转换方法。 编译和运行DPC++程序 编译和运行DPC++程序主要包括三步： 初始化环境变量 编译DPC++源代码 运行程序 例如本地运行，在本地系统上安装英特尔基础工具套件，使用以下命令编译和运行DPC++程序。 source /opt/intel/inteloneapi/setvars.shdpcpp simple.cpp -o simple./simple 编程实例 实现矢量加法 以下实例描述了使用DPC++实现矢量加法的过程和源代码。 queue类 queue类用来提交给SYCL执行的命令组，是将作业提交到运算设备的一种机制，多个queue可以映射到同一个设备。 Parallel kernel Parallel kernel允许代码并行执行，对于一个不具有相关性的循环数据操作，可以用Parallel kernel并行实现 在C++代码中的循环实现 for(int i=0; i < 1024; i++){a[i] = b[i] + c[i];}); 在Parallel kernel中的并行实现 h.parallel_for(range<1>(1024), [=](id<1> i){A[i] = B[i] + C[i];}); 通用的并行编程模板 h.parallel_for(range<1>(1024), [=](id<1> i){// CODE THAT RUNS ON DEVICE }); range用来生成一个迭代序列，1为步长，在循环体中，i表示索引。 Host Accessor Host Accessor是使用主机缓冲区访问目标的访问器，它使访问的数据可以在主机上使用。通过构建Host Accessor可以将数据同步回主机，除此之外还可以通过销毁缓冲区将数据同步回主机。 buf是存储数据的缓冲区。 host_accessor b(buf,read_only); 除此之外还可以将buf设置为局部变量，当系统超出buf生存期，buf被销毁，数据也将转移到主机中。 矢量相加源代码 根据上面的知识，这里展示了利用DPC++实现矢量相加的代码。 //第一行在jupyter中指明了该cpp文件的保存位置%%writefile lab/vector_add.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;int main() {const int N = 256;// 初始化两个队列并打印std::vector<int> vector1(N, 10);std::cout<<"\nInput Vector1: "; for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << vector1[i] << " ";std::vector<int> vector2(N, 20);std::cout<<"\nInput Vector2: "; for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << vector2[i] << " ";// 创建缓存区buffer vector1_buffer(vector1);buffer vector2_buffer(vector2);// 提交矢量相加任务queue q;q.submit([&](handler &h) {// 为缓存区创建访问器accessor vector1_accessor (vector1_buffer,h);accessor vector2_accessor (vector2_buffer,h);h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> index) {vector1_accessor[index] += vector2_accessor[index];});});// 创建主机访问器将设备中数据拷贝到主机当中host_accessor h_a(vector1_buffer,read_only);std::cout<<"\nOutput Values: ";for (int i = 0; i < N; i++) std::cout<< vector1[i] << " ";std::cout<<"\n";return 0;} 运行结果 统一共享内存 (Unified Shared Memory USM) 统一共享内存是一种基于指针的方法，是将CPU内存和GPU内存进行统一的虚拟化方法，对于C++来说，指针操作内存是很常规的方式，USM也可以最大限度的减少C++移植到DPC++的代价。 下图显示了非USM(左)和USM(右)的程序员开发视角。 类型 函数调用 说明 在主机上可访问 在设备上可访问 设备 malloc_device 在设备上分配（显式） 否 是 主机 malloc_host 在主机上分配（隐式） 是 是 共享 malloc_shared 分配可以在主机和设备之间迁移（隐式） 是 是 USM语法 初始化： int data = malloc_shared<int>(N, q); int data = static_cast<int >(malloc_shared(N sizeof(int), q)); 释放 free(data,q); 使用共享内存之后，程序将自动在主机和运算设备之间隐式移动数据。 数据依赖 使用USM时，要注意数据之间的依赖关系以及事件之间的依赖关系，如果两个线程同时修改同一个内存区，将产生不可预测的结果。 我们可以使用不同的选项管理数据依赖关系： 内核任务中的 wait() 使用 depends_on 方法 使用 in_queue 队列属性 wait() q.submit([&](handler &h) {h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });}).wait(); // <--- wait() will make sure that task is complete before continuingq.submit([&](handler &h) {h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });}); depends_on auto e = q.submit([&](handler &h) { // <--- e is event for kernel taskh.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });});q.submit([&](handler &h) {h.depends_on(e); // <--- waits until event e is completeh.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });}); in_order queue property queue q(property_list{property::queue::in_order()}); // <--- this will make sure all the task with q are executed sequentially 练习1：事件依赖 以下代码使用 USM，并有三个提交到设备的内核。每个内核修改相同的数据阵列。三个队列之间没有数据依赖关系 为每个队列提交添加 wait() 在第二个和第三个内核任务中实施 depends_on() 方法 使用 in_order 队列属性，而非常规队列： queue q{property::queue::in_order()}; %%writefile lab/usm_data.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;static const int N = 256;int main() {queue q{property::queue::in_order()};//用队列限制执行顺序std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";int data = static_cast<int >(malloc_shared(N sizeof(int), q));for (int i = 0; i < N; i++) data[i] = 10;q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 5; });q.wait();//wait阻塞进程for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << data[i] << " ";std::cout << "\n";free(data, q);return 0;} 执行结果 练习2：事件依赖 以下代码使用 USM，并有三个提交到设备的内核。前两个内核修改了两个不同的内存对象，第三个内核对前两个内核具有依赖性。三个队列之间没有数据依赖关系 %%writefile lab/usm_data2.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;static const int N = 1024;int main() {queue q;std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";//设备选择int data1 = malloc_shared<int>(N, q);int data2 = malloc_shared<int>(N, q);for (int i = 0; i < N; i++) {data1[i] = 10;data2[i] = 10;}auto e1 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data1[i] += 2; });auto e2 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data2[i] += 3; });//e1,e2指向两个事件内核q.parallel_for(range<1>(N),{e1,e2}, [=](id<1> i) { data1[i] += data2[i]; }).wait();//depend on e1,e2for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << data1[i] << " ";std::cout << "\n";free(data1, q);free(data2, q);return 0;} 运行结果 UMS实验 在主机中初始化两个vector，初始数据为25和49，在设备中初始化两个vector，将主机中的数据拷贝到设备当中，在设备当中并行计算原始数据的根号值，然后将data1_device和data2_device的数值相加，最后将数据拷贝回主机当中，检验最后相加的和是否是12，程序结束前将内存释放。 %%writefile lab/usm_lab.cppinclude <CL/sycl.hpp>include <cmath>using namespace sycl;static const int N = 1024;int main() {queue q;std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";//intialize 2 arrays on hostint data1 = static_cast<int >(malloc(N sizeof(int)));int data2 = static_cast<int >(malloc(N sizeof(int)));for (int i = 0; i < N; i++) {data1[i] = 25;data2[i] = 49;}// STEP 1 : Create USM device allocation for data1 and data2int data1_device = static_cast<int >(malloc_device(N sizeof(int),q));int data2_device = static_cast<int >(malloc_device(N sizeof(int),q));// STEP 2 : Copy data1 and data2 to USM device allocationq.memcpy(data1_device, data1, sizeof(int) N).wait();q.memcpy(data2_device, data2, sizeof(int) N).wait();// STEP 3 : Write kernel code to update data1 on device with sqrt of valueauto e1 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data1_device[i] = std::sqrt(25); });auto e2 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data2_device[i] = std::sqrt(49); });// STEP 5 : Write kernel code to add data2 on device to data1q.parallel_for(range<1>(N),{e1,e2}, [=](id<1> i) { data1_device[i] += data2_device[i]; }).wait();// STEP 6 : Copy data1 on device to hostq.memcpy(data1, data1_device, sizeof(int) N).wait();q.memcpy(data2, data2_device, sizeof(int) N).wait();// verify resultsint fail = 0;for (int i = 0; i < N; i++) if(data1[i] != 12) {fail = 1; break;}if(fail == 1) std::cout << " FAIL"; else std::cout << " PASS";std::cout << "\n";// STEP 7 : Free USM device allocationsfree(data1_device, q);free(data1);free(data2_device, q);free(data2);// STEP 8 : Add event based kernel dependency for the Steps 2 - 6return 0;} 运行结果 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/MCKZX/article/details/127630566。 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。

...blog.csdn.net/article/details/97532925。 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。 前言 相信搞Java开发的同学都经常会接触到Class类文件，了解了JVM虚拟机之后也会大量接触到class字节码，那么它到底是什么样的文件？内部由什么构成？虚拟机又是如何去识别它的？这篇文章就来学习一下Class类文件的结构。 ps：我在面试蚂蚁的时候被问到过这个问题！你没看错，面试也有可能会问。 一、什么是Class文件 Class文件又称字节码文件，一种二进制文件，它是由某种语言经过编译而来，注意这里并不一定是Java语言，还有可能是Clojure、Groovy、JRuby、Jython、Scala等，Class文件运行在Java虚拟机上。Java虚拟机不与任何一种语言绑定，它只与Class文件这种特定的二进制文件格式所关联。 虚拟机具有语言无关性，它不关心Class文件的来源是何种语言，它只关心Class文件中的内容。Java语言中的各种变量、关键字和运算符号的语义最终都是由多条字节码命名组合而成的，因此字节码命令所能提供的语义描述能力比Java语言本身更加强大。 二、Class文件的结构 虚拟机可以接受任何语言编译而成的Class文件，因此也给虚拟机带来了安全隐患，为了提供语言无关性的功能就必须做好安全防备措施，避免危险有害的类文件载入到虚拟机中，对虚拟机造成损害。所以在类加载的第二大阶段就是验证，这一步工作是虚拟机安全防护的关键所在，其中检查的步骤就是对class文件按照《Java虚拟机规范》规定的内容来对其进行验证。 1.总体结构 Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑地排列在Class文件之中，中间没有添加任何分隔符，Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据，没有空隙存在。当遇到需要占用8位字节以上空间的数据项时，就按照高位在前的方式分割成若干个8位字节进行存储。 Class文件格式采用类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，这种伪结构只有两种数据类型：无符号数和表。 无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的无符号数，无符号数可以来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。 表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯性的以“_info”结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上就是一张表，它的数据项构成如下图。 2.魔数（Magic Number） 每一个Class文件的头4个字节成为魔数（Magic Number），它的唯一作用是确定这个文件是否是一个能被虚拟机接收的Class文件。很多文件存储标准中都是用魔数来进行身份识别，比如gif、png、jpeg等都有魔数。使用魔数主要是来识别文件的格式，相比于通过文件后缀名识别，这种方式准确性更高，因为文件后缀名可以随便更改，但更改二进制文件内容的却很少。Class类文件的魔数是Oxcafebabe，cafe babe？咖啡宝贝？至于为什么是这个， 这个名字在java语言诞生之初就已经确定了，它象征着著名咖啡品牌Peet's Coffee中深受欢迎的Baristas咖啡，Java的商标logo也源于此。 3.文件版本（Version） 在魔数后面的4个字节就是Class文件的版本号，第5和第6个字节是次版本号（Minor Version），第7和第8个字节是主版本号（Major Version）。Java的版本号是从45开始的，JDK1.1之后的每个JDK大版本发布主版本号向上加1（JDK1.0~1.1使用的版本号是45.0~45.3），比如我这里是十六进制的Ox0034，也就是十进制的52，所以说明该class文件可以被JDK1.8及以上的虚拟机执行，否则低版本虚拟机执行会报java.lang.UnsupportedClassVersionError错误。 4.常量池（Constant Pool） 在主版本号紧接着的就是常量池的入口，它是Class文件结构中与其他项目关联最多的数据类型，也是占用空间最大的数据之一。常量池的容量由后2个字节指定，比如这里我的是Ox001d，即十进制的29，这就表示常量池中有29项常量，而常量池的索引是从1开始的，这一点需要特殊记忆，因为程序员习惯性的计数法是从0开始的，而这里不一样，所以我这里常量池的索引范围是1~29。设计者将第0项常量空出来是有目的的，这样可以满足后面某些指向常量池的索引值的数据在特定情况下需要表达“不引用任何一个常量池项目”的含义。 通过javap -v命令反编译出class文件之后，我们可以看到常量池的内容 常量池中主要存放两大类常量：字面量和符号引用。比如文本字符、声明为final的常量值就属于字面量，而符号引用则包含下面三类常量： 类和接口的全限名 字段的名称和描述符 方法的名称和描述符 在之前的文章（详谈类加载的全过程）中有详细讲到，在加载类过程的第二大阶段连接的第三个阶段解析的时候，会将常量池中的符号引用替换为直接引用。相信很多人在开始了解那里的时候也是一头雾水，作者我也是，当我了解到常量池的构成的时候才明白真正意思。Java代码在编译的时候，是在虚拟机加载Class文件的时候才会动态链接，也就是说Class文件中不会保存各个方法、字段的最终内存布局信息，因此这些字段、方法的符号引用不经过运行期转换的话无法获得真正的内存入口地址，也就无法直接被虚拟机使用。当虚拟机运行时，需要从常量池获得对应的符号引用，再在类创建时或运行时解析、翻译到具体的内存地址之中。 常量池中每一项常量都是一张表，这里我只找到了JDK1.7之前的常量池项目类型表，见下图。 常量池项目类型表： 常量池常量项的结构总表： 比如我这里测试的class文件第一项常量，它的标志位是Ox0a，即十进制10，即表示tag为10的常量项，查表发现是CONSTANT_Methodref_info类型，和上面反编译之后的到的第一个常量是一致的，Methodref表示类中方法的符号引用。查上面《常量池常量项的结构总表》可以看到Methodref中含有3个项目，第一个tag就是上述的Ox0a，那么第二个项目就是Ox0006，第三个项目就是Ox000f，分别指向的CONSTANT_Class_info索引项和CONSTANT_NameAndType_info索引项为6和15，那么反编译的结果该项常量指向的应该是6和15，查看上面反编译的图应证我们的推测是对的。后面的常量项就以此类推。 这里需要特殊说明一下utf8常量项的内容，这里我以第29项常量项解释，也就是最后一项常量项。查《常量池常量项的结构总表》可以看到utf8项有三个内容：tag、length、bytes。tag表示常量项类型，这里是Ox01，表示是CONSTANT_Utf8_info类型，紧接着的是长度length，这里是Ox0015，即十进制21，那么再紧接着的21个字节都表示该项常量项的具体内容。特别注意length表示的最大值是65535，所以Java程序中仅能接收小于等于64KB英文字符的变量和变量名，否则将无法编译。 5.访问标志（Access Flags） 在常量池结束后，紧接着的两个字节代表访问标志（Access Flags），该标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息，其中包括：Class是类还是接口、是否定义为public、是否定义为abstract类型、类是否被声明为final等。 访问标志表 标志位一共有16个，但是并不是所有的都用到，上表只列举了其中8个，没有使用的标志位统统置为0，access_flags只有2个字节表示，但是有这么多标志位怎么计算而来的呢？它是由标志位为true的标志位值取或运算而来，比如这里我演示的class文件是一个类并且是public的，所以对应的ACC_PUBLIC和ACC_SIPER标志应该置为true，其余标志不满足则为false，那么access_flags的计算过程就是：Ox0001 | Ox0020 = Ox0021 篇幅原因，未完待续...... 参考文献：《深入理解Java虚拟机》 END 本篇文章为转载内容。原文链接：https://javar.blog.csdn.net/article/details/97532925。 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。

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Regression模型，基于深度学习的模型，Factorization Machine和GBDT等。 一个优秀的工业级推荐系统需要非常灵活的算法实验平台，可以支持多种算法组合，包括模型结构调整。因为很难有一套通用的模型架构适用于所有的推荐场景。 现在很流行将LR和DNN结合，前几年Facebook也将LR和GBDT算法做结合。今日头条旗下几款产品都在沿用同一套强大的算法推荐系统，但根据业务场景不同，模型架构会有所调整。 模型之后再看一下典型的推荐特征，主要有四类特征会对推荐起到比较重要的作用。 第一类是相关性特征，就是评估内容的属性和与用户是否匹配。显性的匹配包括关键词匹配、分类匹配、来源匹配、主题匹配等。像FM模型中也有一些隐性匹配，从用户向量与内容向量的距离可以得出。 第二类是环境特征，包括地理位置、时间。这些既是bias特征，也能以此构建一些匹配特征。 第三类是热度特征。包括全局热度、分类热度，主题热度，以及关键词热度等。内容热度信息在大的推荐系统特别在用户冷启动的时候非常有效。 第四类是协同特征，它可以在部分程度上帮助解决所谓算法越推越窄的问题。 协同特征并非考虑用户已有历史。而是通过用户行为分析不同用户间相似性，比如点击相似、兴趣分类相似、主题相似、兴趣词相似，甚至向量相似，从而扩展模型的探索能力。 模型的训练上，头条系大部分推荐产品采用实时训练。实时训练省资源并且反馈快，这对信息流产品非常重要。用户需要行为信息可以被模型快速捕捉并反馈至下一刷的推荐效果。 我们线上目前基于storm集群实时处理样本数据，包括点击、展现、收藏、分享等动作类型。 模型参数服务器是内部开发的一套高性能的系统，因为头条数据规模增长太快，类似的开源系统稳定性和性能无法满足，而我们自研的系统底层做了很多针对性的优化，提供了完善运维工具，更适配现有的业务场景。 目前，头条的推荐算法模型在世界范围内也是比较大的，包含几百亿原始特征和数十亿向量特征。 整体的训练过程是线上服务器记录实时特征，导入到Kafka文件队列中，然后进一步导入Storm集群消费Kafka数据，客户端回传推荐的label构造训练样本，随后根据最新样本进行在线训练更新模型参数，最终线上模型得到更新。 这个过程中主要的延迟在用户的动作反馈延时，因为文章推荐后用户不一定马上看，不考虑这部分时间，整个系统是几乎实时的。 但因为头条目前的内容量非常大，加上小视频内容有千万级别，推荐系统不可能所有内容全部由模型预估。 所以需要设计一些召回策略，每次推荐时从海量内容中筛选出千级别的内容库。召回策略最重要的要求是性能要极致，一般超时不能超过50毫秒。 召回策略种类有很多，我们主要用的是倒排的思路。离线维护一个倒排，这个倒排的key可以是分类，topic，实体，来源等。 排序考虑热度、新鲜度、动作等。线上召回可以迅速从倒排中根据用户兴趣标签对内容做截断，高效的从很大的内容库中筛选比较靠谱的一小部分内容。 二、内容分析 内容分析包括文本分析，图片分析和视频分析。头条一开始主要做资讯，今天我们主要讲一下文本分析。文本分析在推荐系统中一个很重要的作用是用户兴趣建模。 没有内容及文本标签，无法得到用户兴趣标签。举个例子，只有知道文章标签是互联网，用户看了互联网标签的文章，才能知道用户有互联网标签，其他关键词也一样。 另一方面，文本内容的标签可以直接帮助推荐特征，比如魅族的内容可以推荐给关注魅族的用户，这是用户标签的匹配。 如果某段时间推荐主频道效果不理想，出现推荐窄化，用户会发现到具体的频道推荐（如科技、体育、娱乐、军事等）中阅读后，再回主feed,推荐效果会更好。 因为整个模型是打通的，子频道探索空间较小，更容易满足用户需求。只通过单一信道反馈提高推荐准确率难度会比较大，子频道做的好很重要。而这也需要好的内容分析。 上图是今日头条的一个实际文本case。可以看到，这篇文章有分类、关键词、topic、实体词等文本特征。 当然不是没有文本特征，推荐系统就不能工作，推荐系统最早期应用在Amazon,甚至沃尔玛时代就有，包括Netfilx做视频推荐也没有文本特征直接协同过滤推荐。 但对资讯类产品而言，大部分是消费当天内容，没有文本特征新内容冷启动非常困难，协同类特征无法解决文章冷启动问题。 今日头条推荐系统主要抽取的文本特征包括以下几类。首先是语义标签类特征，显式为文章打上语义标签。 这部分标签是由人定义的特征，每个标签有明确的意义，标签体系是预定义的。 此外还有隐式语义特征，主要是topic特征和关键词特征，其中topic特征是对于词概率分布的描述，无明确意义；而关键词特征会基于一些统一特征描述，无明确集合。 另外文本相似度特征也非常重要。在头条，曾经用户反馈最大的问题之一就是为什么总推荐重复的内容。这个问题的难点在于，每个人对重复的定义不一样。 举个例子，有人觉得这篇讲皇马和巴萨的文章，昨天已经看过类似内容，今天还说这两个队那就是重复。 但对于一个重度球迷而言，尤其是巴萨的球迷，恨不得所有报道都看一遍。解决这一问题需要根据判断相似文章的主题、行文、主体等内容，根据这些特征做线上策略。 同样，还有时空特征，分析内容的发生地点以及时效性。比如武汉限行的事情推给北京用户可能就没有意义。 最后还要考虑质量相关特征，判断内容是否低俗，色情，是否是软文，鸡汤？ 上图是头条语义标签的特征和使用场景。他们之间层级不同，要求不同。 分类的目标是覆盖全面，希望每篇内容每段视频都有分类；而实体体系要求精准，相同名字或内容要能明确区分究竟指代哪一个人或物，但不用覆盖很全。 概念体系则负责解决比较精确又属于抽象概念的语义。这是我们最初的分类，实践中发现分类和概念在技术上能互用，后来统一用了一套技术架构。 目前，隐式语义特征已经可以很好的帮助推荐，而语义标签需要持续标注，新名词新概念不断出现，标注也要不断迭代。其做好的难度和资源投入要远大于隐式语义特征，那为什么还需要语义标签？ 有一些产品上的需要，比如频道需要有明确定义的分类内容和容易理解的文本标签体系。语义标签的效果是检查一个公司NLP技术水平的试金石。 今日头条推荐系统的线上分类采用典型的层次化文本分类算法。 最上面Root，下面第一层的分类是像科技、体育、财经、娱乐，体育这样的大类，再下面细分足球、篮球、乒乓球、网球、田径、游泳…，足球再细分国际足球、中国足球，中国足球又细分中甲、中超、国家队…，相比单独的分类器，利用层次化文本分类算法能更好地解决数据倾斜的问题。 有一些例外是，如果要提高召回，可以看到我们连接了一些飞线。这套架构通用，但根据不同的问题难度，每个元分类器可以异构，像有些分类SVM效果很好，有些要结合CNN，有些要结合RNN再处理一下。 上图是一个实体词识别算法的case。基于分词结果和词性标注选取候选，期间可能需要根据知识库做一些拼接，有些实体是几个词的组合，要确定哪几个词结合在一起能映射实体的描述。 如果结果映射多个实体还要通过词向量、topic分布甚至词频本身等去歧，最后计算一个相关性模型。 三、用户标签 内容分析和用户标签是推荐系统的两大基石。内容分析涉及到机器学习的内容多一些，相比而言，用户标签工程挑战更大。 今日头条常用的用户标签包括用户感兴趣的类别和主题、关键词、来源、基于兴趣的用户聚类以及各种垂直兴趣特征（车型，体育球队，股票等）。还有性别、年龄、地点等信息。 性别信息通过用户第三方社交账号登录得到。年龄信息通常由模型预测，通过机型、阅读时间分布等预估。 常驻地点来自用户授权访问位置信息，在位置信息的基础上通过传统聚类的方法拿到常驻点。 常驻点结合其他信息，可以推测用户的工作地点、出差地点、旅游地点。这些用户标签非常有助于推荐。 当然最简单的用户标签是浏览过的内容标签。但这里涉及到一些数据处理策略。 主要包括： 一、过滤噪声。通过停留时间短的点击，过滤标题党。 二、热点惩罚。对用户在一些热门文章（如前段时间PG One的新闻）上的动作做降权处理。理论上，传播范围较大的内容，置信度会下降。 三、时间衰减。用户兴趣会发生偏移，因此策略更偏向新的用户行为。因此，随着用户动作的增加，老的特征权重会随时间衰减，新动作贡献的特征权重会更大。 四、惩罚展现。如果一篇推荐给用户的文章没有被点击，相关特征（类别，关键词，来源）权重会被惩罚。当 然同时，也要考虑全局背景，是不是相关内容推送比较多，以及相关的关闭和dislike信号等。 用户标签挖掘总体比较简单，主要还是刚刚提到的工程挑战。头条用户标签第一版是批量计算框架，流程比较简单，每天抽取昨天的日活用户过去两个月的动作数据，在Hadoop集群上批量计算结果。 但问题在于，随着用户高速增长，兴趣模型种类和其他批量处理任务都在增加，涉及到的计算量太大。 2014年，批量处理任务几百万用户标签更新的Hadoop任务，当天完成已经开始勉强。集群计算资源紧张很容易影响其它工作，集中写入分布式存储系统的压力也开始增大，并且用户兴趣标签更新延迟越来越高。 面对这些挑战。2014年底今日头条上线了用户标签Storm集群流式计算系统。改成流式之后，只要有用户动作更新就更新标签，CPU代价比较小，可以节省80%的CPU时间，大大降低了计算资源开销。 同时，只需几十台机器就可以支撑每天数千万用户的兴趣模型更新，并且特征更新速度非常快，基本可以做到准实时。这套系统从上线一直使用至今。 当然，我们也发现并非所有用户标签都需要流式系统。像用户的性别、年龄、常驻地点这些信息，不需要实时重复计算，就仍然保留daily更新。 四、评估分析 上面介绍了推荐系统的整体架构，那么如何评估推荐效果好不好？ 有一句我认为非常有智慧的话，“一个事情没法评估就没法优化”。对推荐系统也是一样。 事实上，很多因素都会影响推荐效果。比如侯选集合变化，召回模块的改进或增加，推荐特征的增加，模型架构的改进在，算法参数的优化等等，不一一举例。 评估的意义就在于，很多优化最终可能是负向效果，并不是优化上线后效果就会改进。 全面的评估推荐系统，需要完备的评估体系、强大的实验平台以及易用的经验分析工具。 所谓完备的体系就是并非单一指标衡量，不能只看点击率或者停留时长等，需要综合评估。 很多公司算法做的不好，并非是工程师能力不够，而是需要一个强大的实验平台，还有便捷的实验分析工具，可以智能分析数据指标的置信度。 一个良好的评估体系建立需要遵循几个原则，首先是兼顾短期指标与长期指标。我在之前公司负责电商方向的时候观察到，很多策略调整短期内用户觉得新鲜，但是长期看其实没有任何助益。 其次，要兼顾用户指标和生态指标。既要为内容创作者提供价值，让他更有尊严的创作，也有义务满足用户，这两者要平衡。 还有广告主利益也要考虑，这是多方博弈和平衡的过程。 另外，要注意协同效应的影响。实验中严格的流量隔离很难做到，要注意外部效应。 强大的实验平台非常直接的优点是，当同时在线的实验比较多时，可以由平台自动分配流量，无需人工沟通，并且实验结束流量立即回收，提高管理效率。 这能帮助公司降低分析成本，加快算法迭代效应，使整个系统的算法优化工作能够快速往前推进。 这是头条A/B Test实验系统的基本原理。首先我们会做在离线状态下做好用户分桶，然后线上分配实验流量，将桶里用户打上标签，分给实验组。 举个例子，开一个10%流量的实验，两个实验组各5%，一个5%是基线，策略和线上大盘一样，另外一个是新的策略。 实验过程中用户动作会被搜集，基本上是准实时，每小时都可以看到。但因为小时数据有波动，通常是以天为时间节点来看。动作搜集后会有日志处理、分布式统计、写入数据库，非常便捷。 在这个系统下工程师只需要设置流量需求、实验时间、定义特殊过滤条件，自定义实验组ID。系统可以自动生成：实验数据对比、实验数据置信度、实验结论总结以及实验优化建议。 当然，只有实验平台是远远不够的。线上实验平台只能通过数据指标变化推测用户体验的变化，但数据指标和用户体验存在差异，很多指标不能完全量化。 很多改进仍然要通过人工分析，重大改进需要人工评估二次确认。 五、内容安全 最后要介绍今日头条在内容安全上的一些举措。头条现在已经是国内最大的内容创作与分发凭条，必须越来越重视社会责任和行业领导者的责任。如果1%的推荐内容出现问题，就会产生较大的影响。 现在，今日头条的内容主要来源于两部分，一是具有成熟内容生产能力的PGC平台 一是UGC用户内容，如问答、用户评论、微头条。这两部分内容需要通过统一的审核机制。如果是数量相对少的PGC内容，会直接进行风险审核，没有问题会大范围推荐。 UGC内容需要经过一个风险模型的过滤，有问题的会进入二次风险审核。审核通过后，内容会被真正进行推荐。这时如果收到一定量以上的评论或者举报负向反馈，还会再回到复审环节，有问题直接下架。 整个机制相对而言比较健全，作为行业领先者，在内容安全上，今日头条一直用最高的标准要求自己。 分享内容识别技术主要鉴黄模型，谩骂模型以及低俗模型。今日头条的低俗模型通过深度学习算法训练，样本库非常大，图片、文本同时分析。 这部分模型更注重召回率，准确率甚至可以牺牲一些。谩骂模型的样本库同样超过百万，召回率高达95%+，准确率80%+。如果用户经常出言不讳或者不当的评论，我们有一些惩罚机制。 泛低质识别涉及的情况非常多，像假新闻、黑稿、题文不符、标题党、内容质量低等等，这部分内容由机器理解是非常难的，需要大量反馈信息，包括其他样本信息比对。 目前低质模型的准确率和召回率都不是特别高，还需要结合人工复审，将阈值提高。目前最终的召回已达到95%，这部分其实还有非常多的工作可以做。别平台。 如果需要机器学习视频，可以在公众号后台聊天框回复【机器学习】，可以免费获取编程视频 。 你可能还喜欢 数学在机器学习中到底有多重要？ AI 新手学习路线，附上最详细的资源整理！ 提升机器学习数学基础，推荐7本书 酷爆了！围观2020年十大科技趋势 机器学习该如何入门，听听过来人的经验！ 长按加入T圈，接触人工智能 觉得内容还不错的话，给我点个“在看”呗 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/itcodexy/article/details/109574173。 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。

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SQLS当一个新表被创建之时，系统将在磁盘中分配一段以8K为单位的连续空间，当字段的值从内存写入磁盘时，就在这一既定空间随机保存，当一个8K用完的时候，SQLS指针会自动分配一个8K的空间。这里，每个8K空间被称为一个数据页（Page），又名页面或数据页面，并分配从0-7的页号,每个文件的第0页记录引导信息，叫文件头（File header）；每8个数据页（64Ｋ）的组合形成扩展区（Extent），称为扩展。全部数据页的组合形成堆（Heap）。 SQLS规定行不能跨越数据页，所以，每行记录的最大数据量只能为8K。这就是char和varchar这两种字符串类型容量要限制在8K以内的原因，存储超过8K的数据应使用text类型，实际上，text类型的字段值不能直接录入和保存，它只是存储一个指针，指向由若干8K的文本数据页所组成的扩展区，真正的数据正是放在这些数据页中。 页面有空间页面和数据页面之分。 当一个扩展区的8个数据页中既包含了空间页面又包括了数据或索引页面时，称为混合扩展（Mixed Extent）,每张表都以混合扩展开始；反之，称为一致扩展（Uniform Extent），专门保存数据及索引信息。 表被创建之时，SQLS在混合扩展中为其分配至少一个数据页面，随着数据量的增长，SQLS可即时在混合扩展中分配出7个页面，当数据超过8个页面时，则从一致扩展中分配数据页面。 空间页面专门负责数据空间的分配和管理，包括：PFS页面（Page free space）：记录一个页面是否已分配、位于混合扩展还是一致扩展以及页面上还有多少可用空间等信息；GAM页面（Global allocation map）和SGAM页面(Secodary global allocation map)：用来记录空闲的扩展或含有空闲页面的混合扩展的位置。SQLS综合利用这三种类型的页面文件在必要时为数据表创建新空间； 数据页或索引页则专门保存数据及索引信息，SQLS使用4种类型的数据页面来管理表或索引：它们是IAM页、数据页、文本/图像页和索引页。 在WINDOWS中，我们对文件执行的每一步操作，在磁盘上的物理位置只有系统（system）才知道；SQL SERVER沿袭了这种工作方式，在插入数据的过程中，不但每个字段值在数据页面中的保存位置是随机的，而且每个数据页面在“堆”中的排列位置也只有系统（system）才知道。 这是为什么呢？众所周知，OS之所以能管理DISK，是因为在系统启动时首先加载了文件分配表：FAT（File Allocation Table），正是由它管理文件系统并记录对文件的一切操作，系统才得以正常运行；同理，作为管理系统级的SQL SERVER,也有这样一张类似FAT的表存在，它就是索引分布映像页：IAM（Index Allocation Map）。 IAM的存在，使SQLS对数据表的物理管理有了可能。 IAM页从混合扩展中分配，记录了8个初始页面的位置和该扩展区的位置，每个IAM页面能管理512,000个数据页面，如果数据量太大，SQLS也可以增加更多的IAM页，可以位于文件的任何位置。第一个IAM页被称为FirstIAM,其中记录了以后的IAM页的位置。 数据页和文本/图像页互反，前者保存非文本/图像类型的数据，因为它们都不超过8K的容量，后者则只保存超过8K容量的文本或图像类型数据。而索引页顾名思义，保存的是与索引结构相关的数据信息。了解页面的问题有助我们下一步准确理解SQLS维护索引的方式，如页拆分、填充因子等。 二、索引的基本概念 索引是一种特殊类型的数据库对象，它与表有着密切的联系。 索引是为检索而存在的。如一些书籍的末尾就专门附有索引，指明了某个关键字在正文中的出现的页码位置，方便我们查找，但大多数的书籍只有目录，目录不是索引，只是书中内容的排序，并不提供真正的检索功能。可见建立索引要单独占用空间；索引也并不是必须要建立的，它们只是为更好、更快的检索和定位关键字而存在。 再进一步说，我们要在图书馆中查阅图书，该怎么办呢？图书馆的前台有很多叫做索引卡片柜的小柜子，里面分了若干的类别供我们检索图书，比如你可以用书名的笔画顺序或者拼音顺序作为查找的依据，你还可以从作者名的笔画顺序或拼音顺序去查询想要的图书，反正有许多检索方式，但有一点很明白，书库中的书并没有按照这些卡片柜中的顺序排列——虽然理论上可以这样做，事实上，所有图书的脊背上都人工的粘贴了一个特定的编号①，它们是以这个顺序在排列。索引卡片中并没有指明这本书摆放在书库中的第几个书架的第几本，仅仅指明了这个特定的编号。管理员则根据这一编号将请求的图书返回到读者手中。这是很形象的例子，以下的讲解将会反复用到它。 SQLS在安装完成之后，安装程序会自动创建master、model、tempdb等几个特殊的系统数据库，其中master是SQLS的主数据库，用于保存和管理其它系统数据库、用户数据库以及SQLS的系统信息，它在SQLS中的地位与WINDOWS下的注册表相当。 master中有一个名为sysindexes的系统表，专门管理索引。SQLS查询数据表的操作都必须用到它，毫无疑义，它是本文主角之一。 查看一张表的索引属性，可以在查询分析器中使用以下命令：select from sysindexes where id=object_id(‘tablename’) ；而要查看表的索引所占空间的大小，可以使用系统存储过程命令：sp_spaceused tablename，其中参数tablename为被索引的表名。 三、平衡树 如果你通过书后的索引知道了一个关键字所在的页码，你有可能通过随机的翻寻，最终到达正确的页码。但更科学更快捷的方法是：首先把书翻到大概二分之一的位置，如果要找的页码比该页的页码小，就把书向前翻到四分之一处，否则，就把书向后翻到四分之三的地方，依此类推，把书页续分成更小的部分，直至正确的页码。这叫“两分法”，微软在官方教程MOC里另有一种说法：叫B树（B-Tree，Balance Tree），即平衡树。 一个表索引由若干页面组成，这些页面构成了一个树形结构。B树由“根”（root）开始，称为根级节点，它通过指向另外两个页，把一个表的记录从逻辑上分成两个部分：“枝”—--非叶级节点（Non-Leaf Level）；而非叶级节点又分别指向更小的部分：“叶”——叶级节点（Leaf Level）。根节点、非叶级节点和叶级节点都位于索引页中，统称为索引节点，属于索引页的范筹。这些“枝”、“叶”最终指向了具体的数据页（Page）。在根级节点和叶级节点之间的叶又叫数据中间页。 “根”（root）对应了sysindexes表的Root字段，其中记载了非叶级节点的物理位置（即指针）；非叶级节点位于根节点和叶节点之间，记载了指向叶级节点的指针；而叶级节点则最终指向数据页。这就是“平衡树”。 四、聚集索引和非聚集索引 从形式上而言，索引分为聚集索引（Clustered Indexes）和非聚集索引（NonClustered Indexes）。 聚集索引相当于书籍脊背上那个特定的编号。如果对一张表建立了聚集索引，其索引页中就包含着建立索引的列的值（下称索引键值），那么表中的记录将按照该索引键值进行排序。比如，我们如果在“姓名”这一字段上建立了聚集索引，则表中的记录将按照姓名进行排列；如果建立了聚集索引的列是数值类型的，那么记录将按照该键值的数值大小来进行排列。 非聚集索引用于指定数据的逻辑顺序，也就是说，表中的数据并没有按照索引键值指定的顺序排列，而仍然按照插入记录时的顺序存放。其索引页中包含着索引键值和它所指向该行记录在数据页中的物理位置，叫做行定位符（RID：Row ID）。好似书后面的的索引表，索引表中的顺序与实际的页码顺序也是不一致的。而且一本书也许有多个索引。比如主题索引和作者索引。 SQL Server在默认的情况下建立的索引是非聚集索引，由于非聚集索引不对表中的数据进行重组，而只是存储索引键值并用一个指针指向数据所在的页面。一个表如果没有聚集索引时,理论上可以建立249个非聚集索引。每个非聚集索引提供访问数据的不同排序顺序。 五、数据是怎样被访问的 若能真正理解了以上索引的基础知识，那么再回头来看索引的工作原理就简单和轻松多了。 （一）SQLS怎样访问没有建立任何索引数据表： Heap译成汉语叫做“堆”，其本义暗含杂乱无章、无序的意思，前面提到数据值被写进数据页时，由于每一行记录之间并没地有特定的排列顺序，所以行与行的顺序就是随机无序的，当然表中的数据页也就是无序的了，而表中所有数据页就形成了“堆”，可以说，一张没有索引的数据表，就像一个只有书柜而没有索引卡片柜的图书馆，书库里面塞满了一堆乱七八糟的图书。当读者对管理员提交查询请求后，管理员就一头钻进书库，对照查找内容从头开始一架一柜的逐本查找，运气好的话，在第一个书架的第一本书就找到了，运气不好的话，要到最后一个书架的最后一本书才找到。 SQLS在接到查询请求的时候，首先会分析sysindexes表中一个叫做索引标志符(INDID: Index ID)的字段的值，如果该值为0，表示这是一张数据表而不是索引表，SQLS就会使用sysindexes表的另一个字段——也就是在前面提到过的FirstIAM值中找到该表的IAM页链——也就是所有数据页集合。 这就是对一个没有建立索引的数据表进行数据查找的方式，是不是很没效率？对于没有索引的表，对于一“堆”这样的记录，SQLS也只能这样做，而且更没劲的是，即使在第一行就找到了被查询的记录，SQLS仍然要从头到尾的将表扫描一次。这种查询称为“遍历”，又叫“表扫描”。 可见没有建立索引的数据表照样可以运行，不过这种方法对于小规模的表来说没有什么太大的问题，但要查询海量的数据效率就太低了。 （二）SQLS怎样访问建立了非聚集索引的数据表： 如前所述，非聚集索引可以建多个,具有B树结构，其叶级节点不包含数据页，只包含索引行。假定一个表中只有非聚集索引，则每个索引行包含了非聚集索引键值以及行定位符（ROW ID,RID），他们指向具有该键值的数据行。每一个RID由文件ID、页编号和在页中行的编号组成。 当INDID的值在2-250之间时，意味着表中存在非聚集索引页。此时，SQLS调用ROOT字段的值指向非聚集索引B树的ROOT，在其中查找与被查询最相近的值，根据这个值找到在非叶级节点中的页号，然后顺藤摸瓜，在叶级节点相应的页面中找到该值的RID，最后根据这个RID在Heap中定位所在的页和行并返回到查询端。 例如：假定在Lastname上建立了非聚集索引，则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为2；②立即从根出发，在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”，并查到其位于叶级页面的第61页；③仅在叶级页面的第61页的Martin下搜寻Ota的RID，其RID显示为N∶706∶4，表示Lastname字段中名为Ota的记录位于堆的第707页的第4行，N表示文件的ID值，与数据无关；④根据上述信息，SQLS立马在堆的第 707页第4行将该记录“揪”出来并显示于前台（客户端）。视表的数据量大小，整个查询过程费时从百分之几毫秒到数毫秒不等。 在谈到索引基本概念的时候，我们就提到了这种方式： 图书馆的前台有很多索引卡片柜，里面分了若干的类别，诸如按照书名笔画或拼音顺序、作者笔画或拼音顺序等等，但不同之处有二：① 索引卡片上记录了每本书摆放的具体位置——位于某柜某架的第几本——而不是“特殊编号”；② 书脊上并没有那个“特殊编号”。管理员在索引柜中查到所需图书的具体位置（RID）后，根据RID直接在书库中的具体位置将书提出来。 显然，这种查询方式效率很高，但资源占用极大，因为书库中书的位置随时在发生变化，必然要求管理员花费额外的精力和时间随时做好索引更新。 （三）SQLS怎样访问建立了聚集索引的数据表： 在聚集索引中，数据所在的数据页是叶级，索引数据所在的索引页是非叶级。 查询原理和上述对非聚集索引的查询相似，但由于记录是按照聚集索引中索引键值进行排序，换句话说，聚集索引的索引键值也就是具体的数据页。 这就好比书库中的书就是按照书名的拼音在排序，而且也只按照这一种排序方式建立相应的索引卡片，于是查询起来要比上述只建立非聚集索引的方式要简单得多。仍以上面的查询为例： 假定在Lastname字段上建立了聚集索引，则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为1，这是在系统中只建立了聚集索引的标志；②立即从根出发，在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”，并查到其位于叶级页面的第120页；③在位于叶级页面第120页的Martin下搜寻到Ota条目，而这一条目已是数据记录本身；④将该记录返回客户端。 这一次的效率比第二种方法更高，以致于看起来更美，然而它最大的优点也恰好是它最大的缺点——由于同一张表中同时只能按照一种顺序排列，所以在任何一种数据表中的聚集索引只能建立一个；并且建立聚集索引需要至少相当于源表120%的附加空间，以存放源表的副本和索引中间页！ 难道鱼和熊掌就不能兼顾了吗？办法是有的。 （四）SQLS怎样访问既有聚集索引、又有非聚集索引的数据表： 如果我们在建立非聚集索引之前先建立了聚集索引的话，那么非聚集索引就可以使用聚集索引的关键字进行检索，就像在图书馆中，前台卡片柜中的可以有不同类别的图书索引卡，然而每张卡片上都载明了那个特殊编号——并不是书籍存放的具体位置。这样在最大程度上既照顾了数据检索的快捷性，又使索引的日常维护变得更加可行，这是最为科学的检索方法。 也就是说，在只建立了非聚集索引的情况下，每个叶级节点指明了记录的行定位符（RID）；而在既有聚集索引又有非聚集索引的情况下，每个叶级节点所指向的是该聚集索引的索引键值，即数据记录本身。 假设聚集索引建立在Lastname上，而非聚集索引建立在Firstname上，当执行Select From Member Where Firstname=’Mike’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为2；②立即从根出发，在Firstname的非聚集索引的非叶级节点中定位最接近Mike的值“Jose”条目；③从Jose条目下的叶级页面中查到Mike逻辑位置——不是RID而是聚集索引的指针；④根据这一指针所指示位置，直接进入位于Lastname的聚集索引中的叶级页面中到达Mike数据记录本身；⑤将该记录返回客户端。 这就完全和我们在“索引的基本概念”中讲到的现实场景完全一样了，当数据发生更新的时候，SQLS只负责对聚集索引的健值驾以维护，而不必考虑非聚集索引，只要我们在ID类的字段上建立聚集索引，而在其它经常需要查询的字段上建立非聚集索引，通过这种科学的、有针对性的在一张表上分别建立聚集索引和非聚集索引的方法，我们既享受了索引带来的灵活与快捷，又相对规避了维护索引所导致的大量的额外资源消耗。 六、索引的优点和不足 索引有一些先天不足：1：建立索引，系统要占用大约为表的1.2倍的硬盘和内存空间来保存索引。2：更新数据的时候，系统必须要有额外的时间来同时对索引进行更新，以维持数据和索引的一致性——这就如同图书馆要有专门的位置来摆放索引柜，并且每当库存图书发生变化时都需要有人将索引卡片重整以保持索引与库存的一致。 当然建立索引的优点也是显而易见的：在海量数据的情况下，如果合理的建立了索引，则会大大加强SQLS执行查询、对结果进行排序、分组的操作效率。 实践表明，不恰当的索引不但于事无补，反而会降低系统性能。因为大量的索引在进行插入、修改和删除操作时比没有索引花费更多的系统时间。比如在如下字段建立索引应该是不恰当的：1、很少或从不引用的字段；2、逻辑型的字段，如男或女(是或否)等。 综上所述，提高查询效率是以消耗一定的系统资源为代价的，索引不能盲目的建立，必须要有统筹的规划，一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡，有得必有失，此消则彼长。这是考验一个DBA是否优秀的很重要的指标。 至此，我们一直在说SQLS在维护索引时要消耗系统资源，那么SQLS维护索引时究竟消耗了什么资源？会产生哪些问题？究竟应该才能优化字段的索引？ 在上篇中，我们就索引的基本概念和数据查询原理作了详细阐述，知道了建立索引时一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡，有得必有失，此消则彼长。那么，SQLS维护索引时究竟怎样消耗资源？应该从哪些方面对索引进行管理与优化？以下就从七个方面来回答这些问题。 一、页分裂 微软MOC教导我们：当一个数据页达到了8K容量，如果此时发生插入或更新数据的操作，将导致页的分裂(又名页拆分)： 1、有聚集索引的情况下：聚集索引将被插入和更新的行指向特定的页，该页由聚集索引关键字决定； 2、只有堆的情况下：只要有空间就可以插入新的行，但是如果我们对行数据的更新需要更多的空间，以致大于了当前页的可用空间，行就被移到新的页中，并且在原位置留下一个转发指针，指向被移动的新行，如果具有转发指针的行又被移动了，那么原来的指针将重新指向新的位置； 3、如果堆中有非聚集索引，那么尽管插入和更新操作在堆中不会发生页分裂，但是在非聚集索引上仍然产生页分裂。 无论有无索引，大约一半的数据将保留在老页面，而另一半将放入新页面，并且新页面可能被分配到任何可用的页。所以，频繁页分裂，后果很严重，将使物理表产生大量数据碎片，导致直接造成I/O效率的急剧下降，最后，停止SQLS的运行并重建索引将是我们的唯一选择! 二、填充因子 然而在“混沌之初”，就可以在一定程度上避免不愉快出现：在创建索引时，可以为这个索引指定一个填充因子，以便在索引的每个叶级页面上保留一定百分比的空间，将来数据可以进行扩充和减少页分裂。填充因子是从0到100的百分比数值，设为100时表示将数据页填满。只有当不会对数据进行更改时(例如只读表中)才用此设置。值越小则数据页上的空闲空间越大，这样可以减少在索引增长过程中进行页分裂的需要，但这一操作需要占用更多的硬盘空间。 填充因子只在创建索引时执行，索引创建以后，当表中进行数据的添加、删除或更新时，是不会保持填充因子的，如果想在数据页上保持额外的空间，则有悖于使用填充因子的本意，因为随着数据的输入，SQLS必须在每个页上进行页拆分，以保持填充因子指定的空闲空间。因此，只有在表中的数据进行了较大的变动，才可以填充数据页的空闲空间。这时，可以从容的重建索引，重新指定填充因子，重新分布数据。 反之，填充因子指定不当，就会降低数据库的读取性能，其降低量与填充因子设置值成反比。例如，当填充因子的值为50时，数据库的读取性能会降低两倍！所以，只有在表中根据现有数据创建新索引，并且可以预见将来会对这些数据进行哪些更改时，设置填充因子才有意义。 三、两道数学题 假定数据库设计没有问题，那么是否象上篇中分析的那样，当你建立了众多的索引，在查询工作中SQLS就只能按照“最高指示”用索引处理每一个提交的查询呢？答案是否定的！ 上篇“数据是怎样被访问的”章节中提到的四种索引方案只是一种静态的、标准的和理论上的分析比较，实际上，将在外，军令有所不从，SQLS几乎完全是“自主”的决定是否使用索引或使用哪一个索引！ 这是怎么回事呢？ 让我们先来算一道题：如果某表的一条记录在磁盘上占用1000字节(1K)的话，我们对其中10字节的一个字段建立索引，那么该记录对应的索引大小只有10字节(0.01K)。上篇说过，SQLS的最小空间分配单元是“页（Page）”，一个页面在磁盘上占用8K空间，所以一页只能存储8条“记录”，但可以存储800条“索引”。现在我们要从一个有8000条记录的表中检索符合某个条件的记录(有Where子句)，如果没有索引的话，我们需要遍历8000条×1000字节/8K字节=1000个页面才能够找到结果。如果在检索字段上有上述索引的话，那么我们可以在8000条×10字节/8K字节=10个页面中就检索到满足条件的索引块，然后根据索引块上的指针逐一找到结果数据块，这样I/O访问量肯定要少得多。 然而有时用索引还不如不用索引快！ 同上，如果要无条件检索全部记录(不用Where子句)，不用索引的话，需要访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面；而使用索引的话，首先检索索引，访问8000条×10字节/8K字节=10个页面得到索引检索结果，再根据索引检索结果去对应数据页面，由于是检索全部数据，所以需要再访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面将全部数据读取出来，一共访问了1010个页面，这显然不如不用索引快。 SQLS内部有一套完整的数据索引优化技术，在上述情况下，SQLS会自动使用表扫描的方式检索数据而不会使用任何索引。那么SQLS是怎么知道什么时候用索引，什么时候不用索引的呢？因为SQLS除了维护数据信息外，还维护着数据统计信息！ 四、统计信息 打开企业管理器，单击“Database”节点，右击Northwind数据库→单击“属性”→选择“Options”选项卡，观察“Settings”下的各项复选项，你发现了什么？ 从Settings中我们可以看到，在数据库中，SQLS将默认的自动创建和更新统计信息，这些统计信息包括数据密度和分布信息，正是它们帮助SQLS确定最佳的查询策略：建立查询计划和是否使用索引以及使用什么样的索引。 在创建索引时，SQLS会创建分布数据页来存放有关索引的两种统计信息：分布表和密度表。查询优化器使用这些统计信息估算使用该索引进行查询的成本(Cost)，并在此基础上判断该索引对某个特定查询是否有用。 随着表中的数据发生变化，SQLS自动定期更新这些统计信息。采样是在各个数据页上随机进行。从磁盘读取一个数据页后，该数据页上的所有行都被用来更新统计信息。统计信息更新的频率取决于字段或索引中的数据量以及数据更改量。比如，对于有一万条记录的表，当1000个索引键值发生改变时，该表的统计信息便可能需要更新，因为1000 个值在该表中占了10%，这是一个很大的比例。而对于有1千万条记录的表来说，1000个索引值发生更改的意义则可以忽略不计，因此统计信息就不会自动更新。 至于它们帮助SQLS建立查询计划的具体过程，限于篇幅，这里就省略了，请有兴趣的朋友们自己研究。 顺便多说一句，SQLS除了能自动记录统计信息之外，还可以记录服务器中所发生的其它活动的详细信息，包括I/O 统计信息、CPU 统计信息、锁定请求、T-SQL 和 RPC 统计信息、索引和表扫描、警告和引发的错误、数据库对象的创建/除去、连接/断开、存储过程操作、游标操作等等。这些信息的读取、设置请朋友们在SQLS联机帮助文档(SQL Server Books Online)中搜索字符串“Profiler”查找。 五、索引的人工维护 上面讲到,某些不合适的索引将影响到SQLS的性能,随着应用系统的运行,数据不断地发生变化,当数据变化达到某一个程度时将会影响到索引的使用。这时需要用户自己来维护索引。 随着数据行的插入、删除和数据页的分裂，有些索引页可能只包含几页数据，另外应用在执行大量I/O的时候，重建非聚聚集索引可以维护I/O的效率。重建索引实质上是重新组织B树。需要重建索引的情况有： 1) 数据和使用模式大幅度变化； 2)排序的顺序发生改变； 3)要进行大量插入操作或已经完成； 4)使用I/O查询的磁盘读次数比预料的要多； 5)由于大量数据修改，使得数据页和索引页没有充分使用而导致空间的使用超出估算； 6)dbcc检查出索引有问题。 六、索引的使用原则 接近尾声的时候，让我们再从另一个角度认识索引的两个重要属性----唯一性索引和复合性索引。 在设计表的时候，可以对字段值进行某些限制，比如可以对字段进行主键约束或唯一性约束。 主键约束是指定某个或多个字段不允许重复，用于防止表中出现两条完全相同的记录，这样的字段称为主键，每张表都可以建立并且只能建立一个主键，构成主键的字段不允许空值。例如职员表中“身份证号”字段或成绩表中“学号、课程编号”字段组合。 而唯一性约束与主键约束类似，区别只在于构成唯一性约束的字段允许出现空值。 建立在主键约束和唯一性约束上的索引，由于其字段值具有唯一性，于是我们将这种索引叫做“唯一性索引”，如果这个唯一性索引是由两个以上字段的组合建立的，那么它又叫“复合性索引”。 注意，唯一索引不是聚集索引，如果对一个字段建立了唯一索引，你仅仅不能向这个字段输入重复的值。并不妨碍你可以对其它类型的字段也建立一个唯一性索引，它们可以是聚集的，也可以是非聚集的。 唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的，不会包含冗余数据。如果表中已经有一个主键约束或者唯一性约束，那么当创建表或者修改表时，SQLS自动创建一个唯一性索引。但出于必须保证唯一性，那么应该创建主键约束或者唯一性键约束，而不是创建一个唯一性索引。当创建唯一性索引时，应该认真考虑这些规则：当在表中创建主键约束或者唯一性键约束时， SQLS钭自动创建一个唯一性索引；如果表中已经包含有数据，那么当创建索引时，SQLS检查表中已有数据的冗余性，如果发现冗余值，那么SQLS就取消该语句的执行，并且返回一个错误消息，确保表中的每一行数据都有一个唯一值。 复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。在搜索时，当两个或者多个列作为一个关键值时，最好在这些列上创建复合索引。当创建复合索引时，应该考虑这些规则：最多可以把16个列合并成一个单独的复合索引，构成复合索引的列的总长度不能超过900字节，也就是说复合列的长度不能太长；在复合索引中，所有的列必须来自同一个表中，不能跨表建立复合列；在复合索引中，列的排列顺序是非常重要的，原则上，应该首先定义最唯一的列，例如在（COL1，COL2）上的索引与在（COL2，COL1）上的索引是不相同的，因为两个索引的列的顺序不同；为了使查询优化器使用复合索引，查询语句中的WHERE子句必须参考复合索引中第一个列；当表中有多个关键列时，复合索引是非常有用的；使用复合索引可以提高查询性能，减少在一个表中所创建的索引数量。 综上所述，我们总结了如下索引使用原则： 1)逻辑主键使用唯一的成组索引，对系统键（作为存储过程）采用唯一的非成组索引，对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大，表如何进行访问，还有这些访问是否主要用作读写。 2)不要索引memo/note 字段，不要索引大型字段（有很多字符），这样作会让索引占用太多的存储空间。 3)不要索引常用的小型表 4)一般不要为小型数据表设置过多的索引，假如它们经常有插入和删除操作就更别这样作了，SQLS对这些插入和删除操作提供的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。 七、大结局 查询是一个物理过程，表面上是SQLS在东跑西跑，其实真正大部分压马路的工作是由磁盘输入输出系统(I/O)完成，全表扫描需要从磁盘上读表的每一个数据页，如果有索引指向数据值，则I/O读几次磁盘就可以了。但是，在随时发生的增、删、改操作中，索引的存在会大大增加工作量，因此，合理的索引设计是建立在对各种查询的分析和预测上的，只有正确地使索引与程序结合起来,才能产生最佳的优化方案。 一般来说建立索引的思路是： (1)主键时常作为where子句的条件，应在表的主键列上建立聚聚集索引，尤其当经常用它作为连接的时候。 (2)有大量重复值且经常有范围查询和排序、分组发生的列，或者非常频繁地被访问的列，可考虑建立聚聚集索引。　　 (3)经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引来覆盖一个或一组查询，并把查询引用最频繁的列作为前导列，如果可能尽量使关键查询形成覆盖查询。 (4)如果知道索引键的所有值都是唯一的，那么确保把索引定义成唯一索引。 (5)在一个经常做插入操作的表上建索引时，使用fillfactor(填充因子)来减少页分裂，同时提高并发度降低死锁的发生。如果在只读表上建索引，则可以把fillfactor置为100。 (6)在选择索引字段时，尽量选择那些小数据类型的字段作为索引键，以使每个索引页能够容纳尽可能多的索引键和指针，通过这种方式，可使一个查询必须遍历的索引页面降到最小。此外，尽可能地使用整数为键值，因为它能够提供比任何数据类型都快的访问速度。 SQLS是一个很复杂的系统，让索引以及查询背后的东西真相大白，可以帮助我们更为深刻的了解我们的系统。一句话，索引就象盐，少则无味多则咸。 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...blog.csdn.net/grd_java/article/details/113116244。 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。 网页右边，向下滑有目录索引，可以根据标题跳转到你想看的内容 如果右边没有就找找左边 上一节：JUC锁，一些面试题和源码讲解 1、引用 java引用共4种，强软弱虚 强引用：我们普通的new一个对象，就是强引用，只有它指向为空了，或者已经没用了，才会被回收 软引用：JVM内存不够了，就回收软引用 弱引用：只要碰见垃圾回收器(System.gc())，就被回收 虚引用：对象当被回收时，会将其放在队列中 1、软引用 / 软引用 软引用是用来描述一些还有用但并非必须的对象。 对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围进行第二次回收。 如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。 -Xmx20M/import java.lang.ref.SoftReference;public class T02_SoftReference {public static void main(String[] args) {SoftReference<byte[]> m = new SoftReference<>(new byte[1024102410]);//创建软引用，分配10M//m = null;System.out.println(m.get());//获取System.gc();//垃圾回收try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(m.get());//再分配一个数组，heap将装不下，这时候系统会垃圾回收，先回收一次，如果不够，会把软引用干掉byte[] b = new byte[1024102415];System.out.println(m.get());} }//软引用非常适合缓存使用 2、弱引用 public class M {@Overrideprotected void finalize() throws Throwable {System.out.println("finalize");} } 上图中，tl对象强引用指向ThreadLocal，map中key弱引用指向ThreadLocal，当tl=null时，强引用消失，此时弱引用也将自动被回收，但是此时key=null，value指向10M这个就永远访问不到，既内存泄露 下图中，18行到20行为解决内存泄露问题的，那就是通过remove()将它消除了 / 弱引用遭到gc就会回收/import java.lang.ref.WeakReference;public class T03_WeakReference {public static void main(String[] args) {WeakReference<M> m = new WeakReference<>(new M());System.out.println(m.get());System.gc();System.out.println(m.get());ThreadLocal<M> tl = new ThreadLocal<>();tl.set(new M());tl.remove();} } 3、虚引用 虚引用 虚引用不是给开发人员用的，一般是给写JVM（java虚拟机，没有它java程序运行不了），Netty等技术大牛用的 虚引用，对象当被回收时，会将其放在队列中，此时我们监听到队列中有新值了，就知道有虚引用被回收了 此时我们要做相应的处理，虚引用指向的值，是无法直接get()获取的 虚引用使用场景 一般情况（其它情况暂时没什么用），虚引用指向堆外内存(直接被操作系统管理的内存)，JVM无法对其回收 当虚引用对象被回收时，JVM的垃圾回收无法自动回收堆外内存， 但是此时，虚引用对象被回收，会将其放在队列中 操作人员，看到队列中有对象被回收，就进行相应操作，回收堆内存 如何回收堆外内存 C和C++有函数可以用 java现在也提供了Unsafe类可以操作堆外内存，具体请参考上一篇博客，总之，JDK1.8只能通过反射来用，JDK1.9以上可以通过new Unsafe对象来用 Unsafe类的方法有： copyMemory():直接访问内存 allocateMemory():直接分配内存，这就必须手动回收内存了 freeMemory():回收内存 下面是一个虚引用例子，自己看吧，懂得自然懂，现在看不懂的，先收藏或者保存上，以后回来看 / 一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响， 也无法通过虚引用来获取一个对象的实例。 为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。 虚引用和弱引用对关联对象的回收都不会产生影响，如果只有虚引用活着弱引用关联着对象， 那么这个对象就会被回收。它们的不同之处在于弱引用的get方法，虚引用的get方法始终返回null, 弱引用可以使用ReferenceQueue,虚引用必须配合ReferenceQueue使用。 jdk中直接内存的回收就用到虚引用，由于jvm自动内存管理的范围是堆内存， 而直接内存是在堆内存之外（其实是内存映射文件，自行去理解虚拟内存空间的相关概念）， 所以直接内存的分配和回收都是有Unsafe类去操作，java在申请一块直接内存之后， 会在堆内存分配一个对象保存这个堆外内存的引用， 这个对象被垃圾收集器管理，一旦这个对象被回收， 相应的用户线程会收到通知并对直接内存进行清理工作。 事实上，虚引用有一个很重要的用途就是用来做堆外内存的释放， DirectByteBuffer就是通过虚引用来实现堆外内存的释放的。/import java.lang.ref.PhantomReference;import java.lang.ref.Reference;import java.lang.ref.ReferenceQueue;import java.util.LinkedList;import java.util.List;public class T04_PhantomReference {private static final List<Object> LIST = new LinkedList<>();private static final ReferenceQueue<M> QUEUE = new ReferenceQueue<>();public static void main(String[] args) {PhantomReference<M> phantomReference = new PhantomReference<>(new M(), QUEUE);new Thread(() -> {while (true) {LIST.add(new byte[1024 1024]);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();Thread.currentThread().interrupt();}System.out.println(phantomReference.get());} }).start();new Thread(() -> {while (true) {Reference<? extends M> poll = QUEUE.poll();if (poll != null) {System.out.println("--- 虚引用对象被jvm回收了 ---- " + poll);} }}).start();try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }} 2、容器 1、发展历史(一定要了解) map容器你需要了解的历史 JDK早期，java提供了Vector和Hashtable两个容器，这两个容器，很多操作都加了锁Synchronized，对于某些不需要用锁的情况下，就显得十分影响性能，所以现在基本没人用这两个容器，但是面试经常问这两个容器里面的数据结构等内容 后来，出现了HashMap，此容器完全不加锁，是用的最多的容器 但是完全不加锁未免不完善，所以java提供了如下方式，将HashMap变为加锁的 //通过Collections.synchronizedMap(HashMap)方法，将其变为加锁Map集合，其中泛型随意，UUID只是举例。static Map<UUID, UUID> m = Collections.synchronizedMap(new HashMap<UUID, UUID>()); 通过阅读源码发现，上面方法将HashMap变为加锁，也是使用Synchronized，只是锁的内容更细，但并不比HashTable效率高多少 所以衍生除了新的容器ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap 此容器，插入效率不如上面的，因为它做了各种判断和CAS，但是差距不是特别大 读取效率很高，100个线程同时访问，每个线程读取一百万次实测 Hashtable 39s ，SynchronizedHashMap 38s ，ConcurrentHashMap 1.7s 前两个将近40秒，ConcurrentHashMap只需要不到2s，由此可见此容器读取效率极高 2、为什么推荐使用Queue来做高并发 为什么推荐Queue（队列） Queue接口提供了很多针对多线程非常友好的API（offer ，peek和poll，其中BlockingQueue还添加了put和take可以阻塞），可以说专门为多线程高并发而创造的接口，所以一般我们使用Queue而不用List 以下代码分别使用链表LinkList和ConcurrentQueue，对比一下速度 LinkList用了5s多，ConcurrentQueue几乎瞬间完成 Concurrent接口就是专为多线程设计，多线程设计要多考虑Queue(高并发用)的使用，少使用List / 有N张火车票，每张票都有一个编号 同时有10个窗口对外售票 请写一个模拟程序 分析下面的程序可能会产生哪些问题？ 重复销售？超量销售？ 使用Vector或者Collections.synchronizedXXX 分析一下，这样能解决问题吗？ 就算操作A和B都是同步的，但A和B组成的复合操作也未必是同步的，仍然需要自己进行同步 就像这个程序，判断size和进行remove必须是一整个的原子操作 @author 马士兵/import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TicketSeller3 {static List<String> tickets = new LinkedList<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号：" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {synchronized(tickets) {if(tickets.size() <= 0) break;try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("销售了--" + tickets.remove(0));} }}).start();} }} 队列 import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class TicketSeller4 {static Queue<String> tickets = new ConcurrentLinkedQueue<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号：" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {String s = tickets.poll();if(s == null) break;else System.out.println("销售了--" + s);} }).start();} }} 3、多线程常用容器 1、ConcurrentHashMap(无序)和ConcurrentSkipListMap(有序，链表，使用跳表数据结构，让查询更快) 跳表：http://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/52221913 import java.util.;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class T01_ConcurrentMap {public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();//Map<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>(); //高并发并且排序//Map<String, String> map = new Hashtable<>();//Map<String, String> map = new HashMap<>(); //Collections.synchronizedXXX//TreeMapRandom r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];CountDownLatch latch = new CountDownLatch(ths.length);long start = System.currentTimeMillis();for(int i=0; i<ths.length; i++) {ths[i] = new Thread(()->{for(int j=0; j<10000; j++) map.put("a" + r.nextInt(100000), "a" + r.nextInt(100000));latch.countDown();});}Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());try {latch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);System.out.println(map.size());} } 2、CopyOnWriteList（写时复制）和CopyOnWriteSet 适用于，高并发是，读的多，写的少的情况 当我们写的时候，将容器复制，让写线程去复制的线程写（写的时候加锁） 而读线程依旧去读旧的(读的时候不加锁) 当写完，将对象指向复制后的已经写完的容器，原来容器销毁 大大提高读的效率 / 写时复制容器 copy on write 多线程环境下，写时效率低，读时效率高 适合写少读多的环境 @author 马士兵/import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class T02_CopyOnWriteList {public static void main(String[] args) {List<String> lists = //new ArrayList<>(); //这个会出并发问题！//new Vector();new CopyOnWriteArrayList<>();Random r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];for(int i=0; i<ths.length; i++) {Runnable task = new Runnable() {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<1000; i++) lists.add("a" + r.nextInt(10000));} };ths[i] = new Thread(task);}runAndComputeTime(ths);System.out.println(lists.size());}static void runAndComputeTime(Thread[] ths) {long s1 = System.currentTimeMillis();Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());Arrays.asList(ths).forEach(t->{try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} });long s2 = System.currentTimeMillis();System.out.println(s2 - s1);} } 3、synchronizedList和ConcurrentLinkedQueue package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class T04_ConcurrentQueue {public static void main(String[] args) {List<String> strsList = new ArrayList<>();List<String> strsSync = Collections.synchronizedList(strsList);//加锁ListQueue<String> strs = new ConcurrentLinkedQueue<>();//Concurrent链表队列，就是读快for(int i=0; i<10; i++) {strs.offer("a" + i); //add添加，但是不同点是，此方法会返回一个布尔值}System.out.println(strs);System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.poll());//取出，取完后将元素去除System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.peek());//取出，但是不会将元素从队列删除System.out.println(strs.size());//双端队列Deque} } 4、LinkedBlockingQueue 链表阻塞队列（无界链表，可以一直装东西，直到内存满（其实，也不是无限，其长度Integer.MaxValue就是上限，毕竟最大就这么大）） 主要体现在put和take方法，put添加的时候，如果队列满了，就阻塞当前线程，直到队列有空位，继续插入。take方法取的时候，如果没有值，就阻塞，等有值了，立马去取 import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T05_LinkedBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new LinkedBlockingQueue<>();static Random r = new Random();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 100; i++) {try {strs.put("a" + i); //如果满了，当前线程就会等待（实现阻塞），等多会有空位，将值插入TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(r.nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "p1").start();for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (;;) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " take -" + strs.take()); //取内容，如果空了，当前线程就会等待（实现阻塞）} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "c" + i).start();} }} 5、ArrayBlockingQueue 有界阻塞队列（因为Array需要指定长度） import java.util.Random;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_ArrayBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new ArrayBlockingQueue<>(10);static Random r = new Random();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 10; i++) {strs.put("a" + i);}//strs.put("aaa"); //满了就会等待，程序阻塞//strs.add("aaa");//strs.offer("aaa");strs.offer("aaa", 1, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(strs);} } 6、特殊的阻塞队列1：DelayQueue 延时队列（按时间进行调度，就是隔多长时间运行，谁隔的少，谁先） 以下例子中，我们添加线程到队列顺序为t12345，正常情况下，会按照顺序运行，但是这里有了延时时间，也就是时间越短，越先执行 步骤很简单，拿到延时队列 指定构造方法 继承 implements Delayed 重写 compareTo和getDelay import java.util.Calendar;import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.DelayQueue;import java.util.concurrent.Delayed;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T07_DelayQueue {static BlockingQueue<MyTask> tasks = new DelayQueue<>();static Random r = new Random();static class MyTask implements Delayed {String name;long runningTime;MyTask(String name, long rt) {this.name = name;this.runningTime = rt;}@Overridepublic int compareTo(Delayed o) {if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))return -1;else if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) return 1;else return 0;}@Overridepublic long getDelay(TimeUnit unit) {return unit.convert(runningTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);}@Overridepublic String toString() {return name + " " + runningTime;} }public static void main(String[] args) throws InterruptedException {long now = System.currentTimeMillis();MyTask t1 = new MyTask("t1", now + 1000);MyTask t2 = new MyTask("t2", now + 2000);MyTask t3 = new MyTask("t3", now + 1500);MyTask t4 = new MyTask("t4", now + 2500);MyTask t5 = new MyTask("t5", now + 500);tasks.put(t1);tasks.put(t2);tasks.put(t3);tasks.put(t4);tasks.put(t5);System.out.println(tasks);for(int i=0; i<5; i++) {System.out.println(tasks.take());//获取的是toString方法返回值} }} 7、特殊的阻塞队列2：PriorityQueque 优先队列（二叉树算法，就是排序） import java.util.PriorityQueue;public class T07_01_PriorityQueque {public static void main(String[] args) {PriorityQueue<String> q = new PriorityQueue<>();q.add("c");q.add("e");q.add("a");q.add("d");q.add("z");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(q.poll());} }} 8、特殊的阻塞队列3：SynchronusQueue 同步队列(线程池用处非常大) 此队列容量为0，当插入元素时，必须同时有个线程往外取 就是说，当你往这个队列里面插入一个元素，它就拿着这个元素站着(阻塞)，直到有个取元素的线程来，它就把元素交给它 就是用来同步数据的，也就是线程间交互数据用的一个特殊队列 package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.SynchronousQueue;public class T08_SynchronusQueue { //容量为0public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> strs = new SynchronousQueue<>();new Thread(()->{//这个线程就是消费者，来取值try {System.out.println(strs.take());//和同步队列要值} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.put("aaa"); //阻塞等待消费者消费，就拿着aaa站着，等线程来取//strs.put("bbb");//strs.add("aaa");System.out.println(strs.size());} } 9、特殊的阻塞队列4：TransferQueue 传递队列 此队列加入了一个方法transfer()用来向队列添加元素 但是和put()方法不同的是，put添加完元素就走了 而这个方法，添加完自己就阻塞了，直到有人将这个元素取走，它才继续工作(省去我们手动阻塞) import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;public class T09_TransferQueue {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {LinkedTransferQueue<String> strs = new LinkedTransferQueue<>();new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.transfer("aaa");//放东西到队列，同时阻塞等待消费者线程，取走元素//strs.put("aaa");//如果用put就和普通队列一样，放完东西就走了/new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();/} } 3、线程池 线程池 由于单独创建线程，十分影响效率，而且无法对线程集中管理，一旦疏落，可能线程无限执行，浪费资源 线程池就是一个存储线程的游泳池，而每个线程就是池子里面的赛道 池子里的线程不执行任何任务，只是提供一个资源 而谁提交了任务，比如我想来游泳，那么池子就给你一个赛道，让你游泳 比如它想练憋气，那么给它一个赛道练憋气 当他们用完，走了，那么后面其它人再过来继续用 这就是线程池，始终只有这几个线程，不做实现，而是借用这几个线程的用户，自己掌控用这些线程资源做什么（提交任务给线程,线程空闲就帮他们完成任务） 线程池的两种类型（两类，不是两个） ThreadPoolExecutor（简称TPE） ForkJoinPool（分解汇总任务(将任务细化，最后汇总结果)，少量线程执行多个任务（子任务，TPE做不到先执行子任务），CPU密集型） Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 1、常用类 Executor ExecutorService 扩展了execute方法，具有一个返回值 规定了异步执行机制，提供了一些执行器方法，比如shutdown()关闭等 但是它不知道执行器中的线程何时执行完 Callable 对Runnable进行了扩展,实现Callable的调用，可以有返回值，表示线程的状态 但是无法返回线程执行结果 Future 获得未来线程执行结果 由此，我们可以得知线程池基本的一个使用步骤 其中service.submit（）:为异步提交，也就是说，主线程该干嘛干嘛，我是异步执行的，和同步不一样（当前线程执行完，主线程才能继续执行，叫同步） futuer.get():获取结果集结果，此时因为异步，主线程执行到这里，结果集可能还没封装好，所以此时如果没有值，就阻塞，直到结果集出来 public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {Callable<String> c = new Callable() {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Hello Callable";} };ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();Future<String> future = service.submit(c); //异步System.out.println(future.get());//阻塞service.shutdown();} 2、FutureTask 可充当任务的结果集 上面我们介绍Future是用来得到任务的执行结果的 而FutureTask，可以当做一个任务用，并且返回任务的结果，也就是可以跑线程，然后还可以得到线程结果 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(()->{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);return 1000;}); //new Callable () { Integer call();}new Thread(task).start();System.out.println(task.get()); //阻塞} 3、CompletableFuture 非常灵活的任务结果集 一个非常灵活的结果集 他可以将很多执行不同任务的线程的结果进行汇总 比如一个网站，它可以启动多个线程去各大电商网站，比如淘宝，京东，收集某些或某一个商品的价格 最后，将获取的数据进行整合封装 最终，客户就可以通过此网站，获取某类商品在各网站的价格信息 / 假设你能够提供一个服务 这个服务查询各大电商网站同一类产品的价格并汇总展示 @author 马士兵 http://mashibing.com/import java.io.IOException;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CompletableFuture;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_01_CompletableFuture {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {long start, end;/start = System.currentTimeMillis();priceOfTM();priceOfTB();priceOfJD();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use serial method call! " + (end - start));/start = System.currentTimeMillis();CompletableFuture<Double> futureTM = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM());CompletableFuture<Double> futureTB = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTB());CompletableFuture<Double> futureJD = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfJD());CompletableFuture.allOf(futureTM, futureTB, futureJD).join();//当所有结果集都获取到，才汇总阻塞CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM()).thenApply(String::valueOf).thenApply(str-> "price " + str).thenAccept(System.out::println);end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use completable future! " + (end - start));try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }private static double priceOfTM() {delay();return 1.00;}private static double priceOfTB() {delay();return 2.00;}private static double priceOfJD() {delay();return 3.00;}/private static double priceOfAmazon() {delay();throw new RuntimeException("product not exist!");}/private static void delay() {int time = new Random().nextInt(500);try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.printf("After %s sleep!\n", time);} } 4、TPE型线程池1：ThreadPoolExecutor 原理及其参数 线程池由两个集合组成，一个集合存储线程，一个集合存储任务 存储线程：可以规定大小，最多可以有多少个，以及指定核心线程数量（不会被回收） 任务队列：存储任务 细节：初始线程池没有线程，当有一个任务来，线程池起一个线程，又有一个任务来，再起一个线程，直到达到核心线程数量 核心线程数量达到时，新来的任务将存储到任务队列中等待核心线程处理完成，直到任务队列也满了 当任务队列满了，此时再次启动一个线程（非核心线程，一旦空闲，达到指定时间将会消失），直到达到线程最大数量 当线程容器和任务容器都满了，又来了线程，将会执行拒绝策略 上面的细节涉及的所有步骤内容，均由创建线程池的参数执行 下面是ThreadPoolExecutor构造方法参数的源码注释 / 用给定的初始值，创建一个新的线程池 @param corePoolSize 核心线程数量 @param maximumPoolSize 最大线程数量 @param keepAliveTime 当线程数大于核心线程数量时，空闲的线程可生存的时间 @param unit 时间单位 @param workQueue 任务队列，只能包含由execute提交的Runnable任务 @param threadFactory 工厂，用于创建线程给线程池调度的工厂，可以自定义 @param handler 拒绝策略(可以自定义，JDK默认提供4种)，当线程边界和队列容量已经满了，新来线程被阻塞时使用的处理程序/public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) JDK提供的4种拒绝策略，不常用，一般都是自己定义拒绝策略 Abort：抛异常 Discard：扔掉，不抛异常 DiscardOldest：扔掉排队时间最久的（将队列中排队时间最久的扔掉，然后让新来的进来） CallerRuns：调用者处理任务（谁通过execute方法提交任务，谁处理） ThreadPoolExecutor继承关系 继承关系：ThreadPoolExecutor->AbstractExectorService类->ExectorService接口->Exector接口 Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 看看下面创建线程池，哪里用到了它 使用实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.;public class T05_00_HelloThreadPool {static class Task implements Runnable {private int i;public Task(int i) {this.i = i;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Task " + i);try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }@Overridepublic String toString() {return "Task{" +"i=" + i +'}';} }public static void main(String[] args) {ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4,60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());//创建线程池，核心2个，最大4个，空闲线程存活时间60s，任务队列容量4，使用默认线程工程，创建线程。拒绝策略是JDK提供的for (int i = 0; i < 8; i++) {tpe.execute(new Task(i));//供提交8次任务}System.out.println(tpe.getQueue());//查看任务队列tpe.execute(new Task(100));//提交新的任务System.out.println(tpe.getQueue());tpe.shutdown();//关闭线程池} } 5、TPE型线程池2：SingleThreadPool 单例线程池(只有一个线程) 为什么有单例线程池 有任务队列，有线程池管理机制 Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 看看下面哪里用到了它 /创建单例线程池，扔5个任务进去，查看输出结果，看看有几个线程执行任务/import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});} }} 6、TPE型线程池3：CachedPool 缓存，存储线程池 此线程池没有核心线程，来一个任务启动一个线程（最多Integer.MaxValue，不会放在任务队列，因为任务队列容量为0），每个线程空闲后，只能活60s 实例 import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();//通过Executors获取池子for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{//提交任务System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});}service.shutdown();} } 7、TPE型线程池4：FixedThreadPool 固定线程池 此线次池，用于创建一个固定线程数量的线程池，不会回收 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class T09_FixedThreadPool {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {//并发执行long start = System.currentTimeMillis();getPrime(1, 200000); long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并发执行耗费时间final int cpuCoreNum = 4;//并行执行ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNum);MyTask t1 = new MyTask(1, 80000); //1-5 5-10 10-15 15-20MyTask t2 = new MyTask(80001, 130000);MyTask t3 = new MyTask(130001, 170000);MyTask t4 = new MyTask(170001, 200000);Future<List<Integer>> f1 = service.submit(t1);Future<List<Integer>> f2 = service.submit(t2);Future<List<Integer>> f3 = service.submit(t3);Future<List<Integer>> f4 = service.submit(t4);start = System.currentTimeMillis();f1.get();f2.get();f3.get();f4.get();end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并行耗费时间}static class MyTask implements Callable<List<Integer>> {int startPos, endPos;MyTask(int s, int e) {this.startPos = s;this.endPos = e;}@Overridepublic List<Integer> call() throws Exception {List<Integer> r = getPrime(startPos, endPos);return r;} }static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;}static List<Integer> getPrime(int start, int end) {List<Integer> results = new ArrayList<>();for(int i=start; i<=end; i++) {if(isPrime(i)) results.add(i);}return results;} } 8、TPE型线程池5：ScheduledPool 预定，延时线程池 根据延时时间（隔多长时间后运行），排序，哪个线程先执行,用户只需要指定核心线程数量 此线程池返回的池对象，和提交任务方法都不一样，比较涉及到时间 import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T10_ScheduledPool {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(4);service.scheduleAtFixedRate(()->{//提交延时任务try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(new Random().nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName());}, 0, 500, TimeUnit.MILLISECONDS);//指定延时时间和单位，第一个任务延时0毫秒，之后的任务，延时500毫秒} } 9、手写拒绝策略小例子 import java.util.concurrent.;public class T14_MyRejectedHandler {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(4, 4,0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(6),Executors.defaultThreadFactory(),new MyHandler());//将手写拒绝策略传入}static class MyHandler implements RejectedExecutionHandler {//1、继承RejectedExecutionHandler@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {//2、重写方法//log("r rejected")//伪代码，表示通过log4j.log()报一下日志，拒绝的时间，线程名//save r kafka mysql redis//可以尝试保存队列//try 3 times //可以尝试几次，比如3次，重新去抢队列，3次还不行就丢弃if(executor.getQueue().size() < 10000) {//尝试条件，如果size>10000了,就执行拒绝策略//try put again();//如果小于10000，尝试将其放到队列中} }} } 10、ForkJoinPool线程池1：ForkJoinPool 前面我们讲过线程分为两大类，TPE和FJP ForkJoinPool（分解汇总任务(将任务细化，最后汇总结果)，少量线程执行多个任务（子任务，TPE做不到先执行子任务），CPU密集型） 适合将大任务切分成多个小任务运行 两个方法，fork()：分子任务，将子任务分配到线程池中 join()：当前任务的计算结果，如果有子任务，等子任务结果返回后再汇总 下面实例实现，一百万个随机数求和，由两种方法实现，一种ForkJoinPool分任务并行，一种使用单线程做 import java.io.IOException;import java.util.Arrays;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;import java.util.concurrent.RecursiveAction;import java.util.concurrent.RecursiveTask;public class T12_ForkJoinPool {//1000000个随机数求和static int[] nums = new int[1000000];//一堆数static final int MAX_NUM = 50000;//分任务时，每个任务的操作量不能多于50000个，否则就继续细分static Random r = new Random();//使用随机数将数组初始化static {for(int i=0; i<nums.length; i++) {nums[i] = r.nextInt(100);}System.out.println("---" + Arrays.stream(nums).sum()); //stream api 单线程就这么做，一个一个加}//分任务，需要继承，可以继承RecursiveAction(不需要返回值，一般用在不需要返回值的场景)或//RecursiveTask(需要返回值，我们用这个，因为我们需要最后获取求和结果)两个更好实现的类，//他俩继承与ForkJoinTaskstatic class AddTaskRet extends RecursiveTask<Long> {private static final long serialVersionUID = 1L;int start, end;AddTaskRet(int s, int e) {start = s;end = e;}@Overrideprotected Long compute() {if(end-start <= MAX_NUM) {//如果任务操作数小于规定的最大操作数，就进行运算，long sum = 0L;for(int i=start; i<end; i++) sum += nums[i];return sum;//返回结果} //如果分配的操作数大于规定，就继续细分（简单的重中点分，两半）int middle = start + (end-start)/2;//获取中间值AddTaskRet subTask1 = new AddTaskRet(start, middle);//传入起始值和中间值，表示一个子任务AddTaskRet subTask2 = new AddTaskRet(middle, end);//中间值和结尾值，表示一个子任务subTask1.fork();//分任务subTask2.fork();//分任务return subTask1.join() + subTask2.join();//最后返回结果汇总} }public static void main(String[] args) throws IOException {/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();AddTask task = new AddTask(0, nums.length);fjp.execute(task);/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();//创建线程池AddTaskRet task = new AddTaskRet(0, nums.length);//创建任务fjp.execute(task);//传入任务long result = task.join();//返回汇总结果System.out.println(result);//System.in.read();} } 11、ForkJoinPool线程池2：WorkStealingPool 任务偷取线程池 原来的线程池，都是有一个任务队列，而这个不同，它给每个线程都分配了一个任务队列 当某一个线程的任务队列没有任务，并且自己空闲，它就去其它线程的任务队列中偷任务，所以叫任务偷取线程池 细节：当线程自己从自己的任务队列拿任务时，不需要加锁，但是偷任务时，因为有两个线程，可能发生同步问题，需要加锁 此线程继承FJP 实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T11_WorkStealingPool {public static void main(String[] args) throws IOException {ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());service.execute(new R(1000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000)); //daemonservice.execute(new R(2000));//由于产生的是精灵线程（守护线程、后台线程），主线程不阻塞的话，看不到输出System.in.read(); }static class R implements Runnable {int time;R(int t) {this.time = t;}@Overridepublic void run() {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(time + " " + Thread.currentThread().getName());} }} 12、流式API：ParallelStreamAPI 不懂的请参考：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/110265219 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class T13_ParallelStreamAPI {public static void main(String[] args) {List<Integer> nums = new ArrayList<>();Random r = new Random();for(int i=0; i<10000; i++) nums.add(1000000 + r.nextInt(1000000));//System.out.println(nums);long start = System.currentTimeMillis();nums.forEach(v->isPrime(v));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//使用parallel stream apistart = System.currentTimeMillis();nums.parallelStream().forEach(T13_ParallelStreamAPI::isPrime);//并行流，将任务切分成子任务执行end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);}static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;} } 13、总结 总结 Callable相当于一Runnable但是它有返回值 Future：存储执行完产生的结果 FutureTask 相当于Future+Runnable，既可以执行任务，又能获取任务执行的Future结果 CompletableFuture 可以多任务异步，并对多任务控制，整合任务结果，细化完美，比如可以一个任务完成就可以整合结果，也可以所有任务完成才整合结果 4、ThreadPoolExecutor源码解析 依然只讲重点，实际还需要大家按照上篇博客中看源码的方式来看 1、常用变量的解释 // 1. ctl，可以看做一个int类型的数字，高3位表示线程池状态，低29位表示worker数量private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));// 2. COUNT_BITS，Integer.SIZE为32，所以COUNT_BITS为29private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;// 3. CAPACITY，线程池允许的最大线程数。1左移29位，然后减1，即为 2^29 - 1private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;// runState is stored in the high-order bits// 4. 线程池有5种状态，按大小排序如下：RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATEDprivate static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;// Packing and unpacking ctl// 5. runStateOf()，获取线程池状态，通过按位与操作，低29位将全部变成0private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }// 6. workerCountOf()，获取线程池worker数量，通过按位与操作，高3位将全部变成0private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }// 7. ctlOf()，根据线程池状态和线程池worker数量，生成ctl值private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }/ Bit field accessors that don't require unpacking ctl. These depend on the bit layout and on workerCount being never negative./// 8. runStateLessThan()，线程池状态小于xxprivate static boolean runStateLessThan(int c, int s) {return c < s;}// 9. runStateAtLeast()，线程池状态大于等于xxprivate static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {return c >= s;} 2、构造方法 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {// 基本类型参数校验if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();// 空指针校验if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;// 根据传入参数unit和keepAliveTime，将存活时间转换为纳秒存到变量keepAliveTime 中this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;} 3、提交执行task的过程 public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();/ Proceed in 3 steps: 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to start a new thread with the given command as its first task. The call to addWorker atomically checks runState and workerCount, and so prevents false alarms that would add threads when it shouldn't, by returning false. 2. If a task can be successfully queued, then we still need to double-check whether we should have added a thread (because existing ones died since last checking) or that the pool shut down since entry into this method. So we recheck state and if necessary roll back the enqueuing if stopped, or start a new thread if there are none. 3. If we cannot queue task, then we try to add a new thread. If it fails, we know we are shut down or saturated and so reject the task./int c = ctl.get();// worker数量比核心线程数小，直接创建worker执行任务if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}// worker数量超过核心线程数，任务直接进入队列if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();// 线程池状态不是RUNNING状态，说明执行过shutdown命令，需要对新加入的任务执行reject()操作。// 这儿为什么需要recheck，是因为任务入队列前后，线程池的状态可能会发生变化。if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);// 这儿为什么需要判断0值，主要是在线程池构造方法中，核心线程数允许为0else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}// 如果线程池不是运行状态，或者任务进入队列失败，则尝试创建worker执行任务。// 这儿有3点需要注意：// 1. 线程池不是运行状态时，addWorker内部会判断线程池状态// 2. addWorker第2个参数表示是否创建核心线程// 3. addWorker返回false，则说明任务执行失败，需要执行reject操作else if (!addWorker(command, false))reject(command);} 4、addworker源码解析 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:// 外层自旋for (;;) {int c = ctl.get();int rs = runStateOf(c);// 这个条件写得比较难懂，我对其进行了调整，和下面的条件等价// (rs > SHUTDOWN) || // (rs == SHUTDOWN && firstTask != null) || // (rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty())// 1. 线程池状态大于SHUTDOWN时，直接返回false// 2. 线程池状态等于SHUTDOWN，且firstTask不为null，直接返回false// 3. 线程池状态等于SHUTDOWN，且队列为空，直接返回false// Check if queue empty only if necessary.if (rs >= SHUTDOWN &&! (rs == SHUTDOWN &&firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))return false;// 内层自旋for (;;) {int wc = workerCountOf(c);// worker数量超过容量，直接返回falseif (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;// 使用CAS的方式增加worker数量。// 若增加成功，则直接跳出外层循环进入到第二部分if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;c = ctl.get(); // Re-read ctl// 线程池状态发生变化，对外层循环进行自旋if (runStateOf(c) != rs)continue retry;// 其他情况，直接内层循环进行自旋即可// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop} }boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;Worker w = null;try {w = new Worker(firstTask);final Thread t = w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;// worker的添加必须是串行的，因此需要加锁mainLock.lock();try {// Recheck while holding lock.// Back out on ThreadFactory failure or if// shut down before lock acquired.// 这儿需要重新检查线程池状态int rs = runStateOf(ctl.get());if (rs < SHUTDOWN ||(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {// worker已经调用过了start()方法，则不再创建workerif (t.isAlive()) // precheck that t is startablethrow new IllegalThreadStateException();// worker创建并添加到workers成功workers.add(w);// 更新largestPoolSize变量int s = workers.size();if (s > largestPoolSize)largestPoolSize = s;workerAdded = true;} } finally {mainLock.unlock();}// 启动worker线程if (workerAdded) {t.start();workerStarted = true;} }} finally {// worker线程启动失败，说明线程池状态发生了变化（关闭操作被执行），需要进行shutdown相关操作if (! workerStarted)addWorkerFailed(w);}return workerStarted;} 5、线程池worker任务单元 private final class Workerextends AbstractQueuedSynchronizerimplements Runnable{/ This class will never be serialized, but we provide a serialVersionUID to suppress a javac warning./private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;/ Thread this worker is running in. Null if factory fails. /final Thread thread;/ Initial task to run. Possibly null. /Runnable firstTask;/ Per-thread task counter /volatile long completedTasks;/ Creates with given first task and thread from ThreadFactory. @param firstTask the first task (null if none)/Worker(Runnable firstTask) {setState(-1); // inhibit interrupts until runWorkerthis.firstTask = firstTask;// 这儿是Worker的关键所在，使用了线程工厂创建了一个线程。传入的参数为当前workerthis.thread = getThreadFactory().newThread(this);}/ Delegates main run loop to outer runWorker /public void run() {runWorker(this);}// 省略代码...} 6、核心线程执行逻辑-runworker final void runWorker(Worker w) {Thread wt = Thread.currentThread();Runnable task = w.firstTask;w.firstTask = null;// 调用unlock()是为了让外部可以中断w.unlock(); // allow interrupts// 这个变量用于判断是否进入过自旋（while循环）boolean completedAbruptly = true;try {// 这儿是自旋// 1. 如果firstTask不为null，则执行firstTask；// 2. 如果firstTask为null，则调用getTask()从队列获取任务。// 3. 阻塞队列的特性就是：当队列为空时，当前线程会被阻塞等待while (task != null || (task = getTask()) != null) {// 这儿对worker进行加锁，是为了达到下面的目的// 1. 降低锁范围，提升性能// 2. 保证每个worker执行的任务是串行的w.lock();// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;// if not, ensure thread is not interrupted. This// requires a recheck in second case to deal with// shutdownNow race while clearing interrupt// 如果线程池正在停止，则对当前线程进行中断操作if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||(Thread.interrupted() &&runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&!wt.isInterrupted())wt.interrupt();// 执行任务，且在执行前后通过beforeExecute()和afterExecute()来扩展其功能。// 这两个方法在当前类里面为空实现。try {beforeExecute(wt, task);Throwable thrown = null;try {task.run();} catch (RuntimeException x) {thrown = x; throw x;} catch (Error x) {thrown = x; throw x;} catch (Throwable x) {thrown = x; throw new Error(x);} finally {afterExecute(task, thrown);} } finally {// 帮助gctask = null;// 已完成任务数加一 w.completedTasks++;w.unlock();} }completedAbruptly = false;} finally {// 自旋操作被退出，说明线程池正在结束processWorkerExit(w, completedAbruptly);} } 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/113116244。 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。

...blog.csdn.net/systemino/article/details/90114743。 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。 在2018年5月到12月，伴随着阿里安全主办的软件供应链安全大赛，我们自身在设计、引导比赛的形式规则的同时，也在做着反思和探究，直接研判诸多方面潜在风险，以及透过业界三方的出题和解题案例分享，展示了行业内一线玩家对问题、解决方案实体化的思路（参见：篇1、篇2、篇3、篇4、篇5。另外，根据近期的一些历史事件，也做了一些深挖和联想，考虑恶意的上游开发者，如何巧妙（或者说，处心积虑）地将问题引入，并在当前的软件供应链生态体系中，造成远比表面上看起来要深远得多的影响（参见：《深挖CVE-2018-10933（libssh服务端校验绕过）兼谈软件供应链真实威胁》）。 以上这些，抛开体系化的设想，只看案例，可能会得到这样的印象：这种威胁，都是由蓄意的上游或第三方参与者造成的；即便在最极端情况下，假使一个大型软件商或开源组织，被发现存在广泛、恶意的上游代码污染，那它顶多也不过相当于“奥创”一样的邪恶寡头，与其划清界限、清除历史包袱即可，虽然可能有阵痛。 可惜，并非如此。 在我们组织比赛的后半程中，对我们面临的这种威胁类型，不断有孤立的事例看似随机地发生，对此我以随笔的方式对它们做了分析和记录，以下与大家分享。 Ⅰ. 从感染到遗传：LibVNC与TightVNC系列漏洞 2018年12月10日晚9:03，OSS漏洞预警平台弹出的一封漏洞披露邮件，引起了我的注意。披露者是卡巴斯基工控系统漏洞研究组的Pavel Cheremushkin。 一些必要背景 VNC是一套屏幕图像分享和远程操作软件，底层通信为RFB协议，由剑桥某实验室开发，后1999年并入AT&T，2002年关停实验室与项目，VNC开源发布。 VNC本被设计用在局域网环境，且诞生背景决定其更倾向研究性质，商用级安全的缺失始终是个问题。后续有若干新的实现软件，如TightVNC、RealVNC，在公众认知中，AT&T版本已死，后起之秀一定程度上修正了问题。 目前各种更优秀的远程控制和分享协议取代了VNC的位置，尽管例如苹果仍然系统內建VNC作为远程方式。但在非桌面领域，VNC还有我们想不到的重要性，比如工控领域需要远程屏幕传输的场景，这也是为什么这系列漏洞作者会关注这一块。 漏洞技术概况 Pavel总结到，在阶段漏洞挖掘中共上报11个漏洞。在披露邮件中描述了其中4个的技术细节，均在协议数据包处理代码中，漏洞类型古典，分别是全局缓冲区溢出、堆溢出和空指针解引用。其中缓冲区溢出类型漏洞可方便构造PoC，实现远程任意代码执行的漏洞利用。 漏洞本身原理简单，也并不是关键。以其中一个为例，Pavel在发现时负责任地向LibVNC作者提交了issue，并跟进漏洞修复过程；在第一次修复之后，复核并指出修复代码无效，给出了有效patch。这个过程是常规操作。 漏洞疑点 有意思的是，在漏洞披露邮件中，Pavel重点谈了自己对这系列漏洞的一些周边发现，也是这里提到的原因。其中，关于存在漏洞的代码，作者表述： 我最初认为，这些问题是libvnc开发者自己代码中的错误，但看起来并非如此。其中有一些（如CoRRE数据处理函数中的堆缓冲区溢出），出现在AT&T实验室1999年的代码中，而后被很多软件开发者原样复制（在Github上搜索一下HandleCoRREBPP函数，你就知道），LibVNC和TightVNC也是如此。 为了证实，翻阅了这部分代码，确实在其中数据处理相关代码文件看到了剑桥和AT&T实验室的文件头GPL声明注释，中国菜刀 这证实这些文件是直接从最初剑桥实验室版本VNC移植过来的，且使用方式是 直接代码包含，而非独立库引用方式。在官方开源发布并停止更新后，LibVNC使用的这部分代码基本没有改动——除了少数变量命名方式的统一，以及本次漏洞修复。通过搜索，我找到了2000年发布的相关代码文件，确认这些文件与LibVNC中引入的原始版本一致。 另外，Pavel同时反馈了TightVNC中相同的问题。TightVNC与LibVNC没有继承和直接引用关系，但上述VNC代码同样被TightVNC使用，问题的模式不约而同。Pavel测试发现在Ubuntu最新版本TightVNC套件（1.3.10版本）中同样存在该问题，上报给当前软件所有者GlavSoft公司，但对方声称目前精力放在不受GPL限制的TightVNC 2.x版本开发中，对开源的1.x版本漏洞代码“可能会进行修复”。看起来，这个问题被踢给了各大Linux发行版社区来焦虑了——如果他们愿意接锅。 问题思考 在披露邮件中，Pavel认为，这些代码bug“如此明显，让人无法相信之前没被人发现过……也许是因为某些特殊理由才始终没得到修复”。 事实上，我们都知道目前存在一些对开源基础软件进行安全扫描的大型项目，例如Google的OSS；同时，仍然存活的开源项目也越来越注重自身代码发布前的安全扫描，Fortify、Coverity的扫描也成为很多项目和平台的标配。在这样一些眼睛注视下，为什么还有这样的问题？我认为就这个具体事例来说，可能有如下两个因素： ·上游已死。仍然在被维护的代码，存在版本更迭，也存在外界的持续关注、漏洞报告和修复、开发的迭代，对于负责人的开发者，持续跟进、评估、同步代码的改动是可能的。但是一旦一份代码走完了生命周期，就像一段史实一样会很少再被改动。 ·对第三方上游代码的无条件信任。我们很多人都有过基础组件、中间件的开发经历，不乏有人使用Coverity开启全部规则进行代码扫描、严格修复所有提示的问题甚至编程规范warning；报告往往很长，其中也包括有源码形式包含的第三方代码中的问题。但是，我们一方面倾向于认为这些被广泛使用的代码不应存在问题（不然早就被人挖过了），一方面考虑这些引用的代码往往是组件或库的形式被使用，应该有其上下文才能认定是否确实有可被利用的漏洞条件，现在单独扫描这部分代码一般出来的都是误报。所以这些代码的问题都容易被忽视。 但是透过这个具体例子，再延伸思考相关的实践，这里最根本的问题可以总结为一个模式： 复制粘贴风险。复制粘贴并不简单意味着剽窃，实际是当前软件领域、互联网行业发展的基础模式，但其中有一些没人能尝试解决的问题： ·在传统代码领域，如C代码中，对第三方代码功能的复用依赖，往往通过直接进行库的引入实现，第三方代码独立而完整，也较容易进行整体更新；这是最简单的情况，只需要所有下游使用者保证仅使用官方版本，跟进官方更新即可；但在实践中很难如此贯彻，这是下节讨论的问题。 ·有些第三方发布的代码，模式就是需要被源码形式包含到其他项目中进行统一编译使用（例如腾讯的开源Json解析库RapidJSON，就是纯C++头文件形式）。在开源领域有如GPL等规约对此进行规范，下游开发者遵循协议，引用代码，强制或可选地显式保留其GPL声明，可以进行使用和更改。这样的源码依赖关系，结合规范化的changelog声明代码改动，侧面也是为开发过程中跟进考虑。但是一个成型的产品，比如企业自有的服务端底层产品、中间件，新版本的发版更新是复杂的过程，开发者在旧版本仍然“功能正常”的情况下往往倾向于不跟进新版本；而上游代码如果进行安全漏洞修复，通常也都只在其最新版本代码中改动，安全修复与功能迭代并存，如果没有类似Linux发行版社区的努力，旧版本代码完全没有干净的安全更新patch可用。 ·在特定场景下，有些开发实践可能不严格遵循开源代码协议限定，引入了GPL等协议保护的代码而不做声明（以规避相关责任），丢失了引入和版本的信息跟踪；在另一些场景下，可能存在对开源代码进行大刀阔斧的修改、剪裁、定制，以符合自身业务的极端需求，但是过多的修改、人员的迭代造成与官方代码严重的失同步，丧失可维护性。 ·更一般的情况是，在开发中，开发者个体往往心照不宣的存在对网上代码文件、代码片段的复制-粘贴操作。被参考的代码，可能有上述的开源代码，也可能有各种Github作者练手项目、技术博客分享的代码片段、正式开源项目仅用来说明用法的不完备示例代码。这些代码的引入完全无迹可寻，即便是作者自己也很难解释用了什么。这种情况下，上面两条认定的那些与官方安全更新失同步的问题同样存在，且引入了独特的风险：被借鉴的代码可能只是原作者随手写的、仅仅是功能成立的片段，甚至可能是恶意作者随意散布的有安全问题的代码。由此，问题进入了最大的发散空间。 在Synopsys下BLACKDUCK软件之前发布的《2018 Open Source Security and Risk Analysis Report》中分析，96%的应用中包含有开源组件和代码，开源代码在应用全部代码中的占比约为57%，78%的应用中在引用的三方开源代码中存在历史漏洞。也就是说，现在互联网上所有厂商开发的软件、应用，其开发人员自己写的代码都是一少部分，多数都是借鉴来的。而这还只是可统计、可追溯的；至于上面提到的非规范的代码引用，如果也纳入进来考虑，三方代码占应用中的比例会上升到多少？曾经有分析认为至少占80%，我们只期望不会更高。 Ⅱ. 从碎片到乱刃：OpenSSH在野后门一览 在进行基础软件梳理时，回忆到反病毒安全软件提供商ESET在2018年十月发布的一份白皮书《THE DARK SIDE OF THE FORSSHE: A landscape of OpenSSH backdoors》。其站在一个具有广泛用户基础的软件提供商角度，给出了一份分析报告，数据和结论超出我们对于当前基础软件使用全景的估量。以下以我的角度对其中一方面进行解读。 一些必要背景 SSH的作用和重要性无需赘言；虽然我们站在传统互联网公司角度，可以认为SSH是通往生产服务器的生命通道，但当前多样化的产业环境已经不止于此（如之前libssh事件中，不幸被我言中的，SSH在网络设备、IoT设备上（如f5）的广泛使用）。 OpenSSH是目前绝大多数SSH服务端的基础软件，有完备的开发团队、发布规范、维护机制，本身是靠谱的。如同绝大多数基础软件开源项目的做法，OpenSSH对漏洞有及时的响应，针对最新版本代码发出安全补丁，但是各大Linux发行版使用的有各种版本的OpenSSH，这些社区自行负责将官方开发者的安全补丁移植到自己系统搭载的低版本代码上。天空彩 白皮书披露的现状 如果你是一个企业的运维管理人员，需要向企业生产服务器安装OpenSSH或者其它基础软件，最简单的方式当然是使用系统的软件管理安装即可。但是有时候，出于迁移成本考虑，可能企业需要在一个旧版本系统上，使用较新版本的OpenSSL、OpenSSH等基础软件，这些系统不提供，需要自行安装；或者需要一个某有种特殊特性的定制版本。这时，可能会选择从某些rpm包集中站下载某些不具名第三方提供的现成的安装包，或者下载非官方的定制化源码本地编译后安装，总之从这里引入了不确定性。 这种不确定性有多大？我们粗估一下，似乎不应成为问题。但这份白皮书给我们看到了鲜活的数据。 ESET研究人员从OpenSSH的一次历史大规模Linux服务端恶意软件Windigo中获得启示，采用某种巧妙的方式，面向在野的服务器进行数据采集，主要是系统与版本、安装的OpenSSH版本信息以及服务端程序文件的一个特殊签名。整理一个签名白名单，包含有所有能搜索到的官方发布二进制版本、各大Linux发行版本各个版本所带的程序文件版本，将这些标定为正常样本进行去除。最终结论是： ·共发现了几百个非白名单版本的OpenSSH服务端程序文件ssh和sshd； ·分析这些样本，将代码部分完全相同，仅仅是数据和配置不同的合并为一类，且分析判定确认有恶意代码的，共归纳为 21个各异的恶意OpenSSH家族； ·在21个恶意家族中，有12个家族在10月份时完全没有被公开发现分析过；而剩余的有一部分使用了历史上披露的恶意代码样本，甚至有源代码； ·所有恶意样本的实现，从实现复杂度、代码混淆和自我保护程度到代码特征有很大跨度的不同，但整体看，目的以偷取用户凭证等敏感信息、回连外传到攻击者为主，其中有的攻击者回连地址已经存在并活跃数年之久； ·这些后门的操控者，既有传统恶意软件黑产人员，也有APT组织； ·所有恶意软件或多或少都在被害主机上有未抹除的痕迹。ESET研究者尝试使用蜜罐引诱出攻击者，但仍有许多未解之谜。这场对抗，仍未取胜。 白皮书用了大篇幅做技术分析报告，此处供细节分析，不展开分析，以下为根据恶意程序复杂度描绘的21个家族图谱： 问题思考 问题引入的可能渠道，我在开头进行了一点推测，主要是由人的原因切入的，除此以外，最可能的是恶意攻击者在利用各种方法入侵目标主机后，主动替换了目标OpenSSH为恶意版本，从而达成攻击持久化操作。但是这些都是止血的安全运维人员该考虑的事情；关键问题是，透过表象，这显露了什么威胁形式？ 这个问题很好回答，之前也曾经反复说过：基础软件碎片化。 如上一章节简单提到，在开发过程中有各种可能的渠道引入开发者不完全了解和信任的代码；在运维过程中也是如此。二者互相作用，造成了软件碎片化的庞杂现状。在企业内部，同一份基础软件库，可能不同的业务线各自定制一份，放到企业私有软件仓库源中，有些会有人持续更新供自己产品使用，有些由系统软件基础设施维护人员单独维护，有些则可能是开发人员临时想起来上传的，他们自己都不记得；后续用到的这个基础软件的开发和团队，在这个源上搜索到已有的库，很大概率会倾向于直接使用，不管来源、是否有质量背书等。长此以往问题会持续发酵。而我们开最坏的脑洞，是否可能有黑产人员入职到内部，提交个恶意基础库之后就走人的可能？现行企业安全开发流程中审核机制的普遍缺失给这留下了空位。 将源码来源碎片化与二进制使用碎片化并起来考虑，我们不难看到一个远远超过OpenSSH事件威胁程度的图景。但这个问题不是仅仅靠开发阶段规约、运维阶段规范、企业内部管控、行业自查、政府监管就可以根除的，最大的问题归根结底两句话： 不可能用一场战役对抗持续威胁；不可能用有限分析对抗无限未知。 Ⅲ. 从自信到自省：RHEL、CentOS backport版本BIND漏洞 2018年12月20日凌晨，在备战冬至的软件供应链安全大赛决赛时，我注意到漏洞预警平台捕获的一封邮件。但这不是一个漏洞初始披露邮件，而是对一个稍早已披露的BIND在RedHat、CentOS发行版上特定版本的1day漏洞CVE-2018-5742，由BIND的官方开发者进行额外信息澄(shuǎi)清(guō)的邮件。 一些必要背景 关于BIND 互联网的一个古老而基础的设施是DNS，这个概念在读者不应陌生。而BIND“是现今互联网上最常使用的DNS软件，使用BIND作为服务器软件的DNS服务器约占所有DNS服务器的九成。BIND现在由互联网系统协会负责开发与维护参考。”所以BIND的基础地位即是如此，因此也一向被大量白帽黑帽反复测试、挖掘漏洞，其开发者大概也一直处在紧绷着应对的处境。 关于ISC和RedHat 说到开发者，上面提到BIND的官方开发者是互联网系统协会（ISC）。ISC是一个老牌非营利组织，目前主要就是BIND和DHCP基础设施的维护者。而BIND本身如同大多数历史悠久的互联网基础开源软件，是4个UCB在校生在DARPA资助下于1984年的实验室产物，直到2012年由ISC接管。 那么RedHat在此中是什么角色呢？这又要提到我之前提到的Linux发行版和自带软件维护策略。Red Hat Enterprise Linux（RHEL）及其社区版CentOS秉持着稳健的软件策略，每个大的发行版本的软件仓库，都只选用最必要且质量久经时间考验的软件版本，哪怕那些版本实在是老掉牙。这不是一种过分的保守，事实证明这种策略往往给RedHat用户在最新漏洞面前提供了保障——代码总是跑得越少，潜在漏洞越多。 但是这有两个关键问题。一方面，如果开源基础软件被发现一例有历史沿革的代码漏洞，那么官方开发者基本都只为其最新代码负责，在当前代码上推出修复补丁。另一方面，互联网基础设施虽然不像其上的应用那样爆发性迭代，但依然持续有一些新特性涌现，其中一些是必不可少的，但同样只在最新代码中提供。两个刚需推动下，各Linux发行版对长期支持版本系统的软件都采用一致的策略，即保持其基础软件在一个固定的版本，但对于这些版本软件的最新漏洞、必要的最新软件特性，由发行版维护者将官方开发者最新代码改动“向后移植”到旧版本代码中，即backport。这就是基础软件的“官宣”碎片化的源头。 讲道理，Linux发行版维护者与社区具有比较靠谱的开发能力和监督机制，backport又基本就是一些复制粘贴工作，应当是很稳当的……但真是如此吗？ CVE-2018-5742漏洞概况 CVE-2018-5742是一个简单的缓冲区溢出类型漏洞，官方评定其漏洞等级moderate，认为危害不大，漏洞修复不积极，披露信息不多，也没有积极给出代码修复patch和新版本rpm包。因为该漏洞仅在设置DEBUG_LEVEL为10以上才会触发，由远程攻击者构造畸形请求造成BIND服务崩溃，在正常的生产环境几乎不可能具有危害，RedHat官方也只是给出了用户自查建议。 这个漏洞只出现在RHEL和CentOS版本7中搭载的BIND 9.9.4-65及之后版本。RedHat同ISC的声明中都证实，这个漏洞的引入原因，是RedHat在尝试将BIND 9.11版本2016年新增的NTA机制向后移植到RedHat 7系中固定搭载的BIND 9.9版本代码时，偶然的代码错误。NTA是DNS安全扩展（DNSSEC）中，用于在特定域关闭DNSSEC校验以避免不必要的校验失败的机制；但这个漏洞不需要对NTA本身有进一步了解。 漏洞具体分析 官方没有给出具体分析，但根据CentOS社区里先前有用户反馈的bug，我得以很容易还原漏洞链路并定位到根本原因。 若干用户共同反馈，其使用的BIND 9.9.4-RedHat-9.9.4-72.el7发生崩溃（coredump），并给出如下的崩溃时调用栈backtrace： 这个调用过程的逻辑为，在9 dns_message_logfmtpacket函数判断当前软件设置是否DEBUG_LEVEL大于10，若是，对用户请求数据包做日志记录，先后调用8 dns_message_totext、7 dns_message_sectiontotext、6 dns_master_rdatasettotext、5 rdataset_totext将请求进行按协议分解分段后写出。 由以上关键调用环节，联动RedHat在9.9.4版本BIND源码包中关于引入NTA特性的源码patch，进行代码分析，很快定位到问题产生的位置，在上述backtrace中的5，masterdump.c文件rdataset_totext函数。漏洞相关代码片段中，RedHat进行backport后，这里引入的代码为： 这里判断对于请求中的注释类型数据，直接通过isc_buffer_putstr宏对缓存进行操作，在BIND工程中自定义维护的缓冲区结构对象target上，附加一字节字符串（一个分号）。而漏洞就是由此产生：isc_buffer_putstr中不做缓冲区边界检查保证，这里在缓冲区已满情况下将造成off-by-one溢出，并触发了缓冲区实现代码中的assertion。 而ISC上游官方版本的代码在这里是怎么写的呢？找到ISC版本BIND 9.11代码，这里是这样的： 这里可以看到，官方代码在做同样的“附加一个分号”这个操作时，审慎的使用了做缓冲区剩余空间校验的str_totext函数，并额外做返回值成功校验。而上述提到的str_totext函数与RETERR宏，在移植版本的masterdump.c中，RedHat开发者也都做了保留。但是，查看代码上下文发现，在RedHat开发者进行代码移植过程中，对官方代码进行了功能上的若干剪裁，包括一些细分数据类型记录的支持；而这里对缓冲区写入一字节，也许开发者完全没想到溢出的可能，所以自作主张地简化了代码调用过程。 问题思考 这个漏洞本身几乎没什么危害，但是背后足以引起思考。 没有人在“借”别人代码时能不出错 不同于之前章节提到的那种场景——将代码文件或片段复制到自己类似的代码上下文借用——backport作为一种官方且成熟的做法，借用的代码来源、粘贴到的代码上下文，是具有同源属性的，而且开发者一般是追求稳定性优先的社区开发人员，似乎质量应该有足够保障。但是这里的关键问题是：代码总要有一手、充分的语义理解，才能有可信的使用保障；因此，只要是处理他人的代码，因为不够理解而错误使用的风险，只可能减小，没办法消除。 如上分析，本次漏洞的产生看似只是做代码移植的开发者“自作主张”之下“改错了”。但是更广泛且可能的情况是，原始开发者在版本迭代中引入或更新大量基础数据结构、API的定义，并用在新的特性实现代码中；而后向移植开发人员仅需要最小规模的功能代码，所以会对增量代码进行一定规模的修改、剪裁、还原，以此适应旧版本基本代码。这些过程同样伴随着第三方开发人员不可避免的“望文生义”，以及随之而来的风险。后向移植操作也同样助长了软件碎片化过程，其中每一个碎片都存在这样的问题；每一个碎片在自身生命周期也将有持续性影响。 多级复制粘贴无异于雪上加霜 这里简单探讨的是企业通行的系统和基础软件建设实践。一些国内外厂商和社区发布的定制化Linux发行版，本身是有其它发行版，如CentOS特定版本渊源的，在基础软件上即便同其上游发行版最新版本间也存在断层滞后。RedHat相对于基础软件开发者之间已经隔了一层backport，而我们则人为制造了二级风险。 在很多基础而关键的软件上，企业系统基础设施的维护者出于与RedHat类似的初衷，往往会决定自行backport一份拷贝；通过早年心脏滴血事件的洗礼，即暴露出来OpenSSL一个例子。无论是需要RHEL还没来得及移植的新版本功能特性，还是出于对特殊使用上下文场景中更高执行效率的追求，企业都可能自行对RHEL上基础软件源码包进行修改定制重打包。这个过程除了将风险幂次放大外，也进一步加深了代码的不可解释性（包括基础软件开发人员流动性带来的不可解释）。 Ⅳ. 从武功到死穴：从systemd-journald信息泄露一窥API误用 1月10日凌晨两点，漏洞预警平台爬收取一封漏洞披露邮件。披露者是Qualys，那就铁定是重型发布了。最后看披露漏洞的目标，systemd？这就非常有意思了。 一些必要背景 systemd是什么，不好简单回答。Linux上面软件命名，习惯以某软件名后带个‘d’表示后台守护管理程序；所以systemd就可以说是整个系统的看守吧。而即便现在描述了systemd是什么，可能也很快会落伍，因为其初始及核心开发者Lennart Poettering（供职于Red Hat）描述它是“永无开发完结完整、始终跟进技术进展的、统一所有发行版无止境的差异”的一种底层软件。笼统讲有三个作用：中央化系统及设置管理；其它软件开发的基础框架；应用程序和系统内核之间的胶水。如今几乎所有Linux发行版已经默认提供systemd，包括RHEL/CentOS 7及后续版本。总之很基础、很底层、很重要就对了。systemd本体是个主要实现init系统的框架，但还有若干关键组件完成其它工作；这次被爆漏洞的是其journald组件，是负责系统事件日志记录的看守程序。 额外地还想简单提一句Qualys这个公司。该公司创立于1999年，官方介绍为信息安全与云安全解决方案企业，to B的安全业务非常全面，有些也是国内企业很少有布局的方面；例如上面提到的涉及碎片化和代码移植过程的历史漏洞移动，也在其漏洞管理解决方案中有所体现。但是我们对这家公司粗浅的了解来源于其安全研究团队近几年的发声，这两年间发布过的，包括有『stack clash』、『sudo get_tty_name提权』、『OpenSSH信息泄露与堆溢出』、『GHOST：glibc gethostbyname缓冲区溢出』等大新闻（仅截至2017年年中）。从中可见，这个研究团队专门啃硬骨头，而且还总能开拓出来新的啃食方式，往往爆出来一些别人没想到的新漏洞类型。从这个角度，再联想之前刷爆朋友圈的《安全研究者的自我修养》所倡导的“通过看历史漏洞、看别人的最新成果去举一反三”的理念，可见差距。 CVE-2018-16866漏洞详情 这次漏洞披露，打包了三个漏洞： ·16864和16865是内存破坏类型 ·16866是信息泄露 ·而16865和16866两个漏洞组和利用可以拿到root shell。 漏洞分析已经在披露中写的很详细了，这里不复述；而针对16866的漏洞成因来龙去脉，Qualys跟踪的结果留下了一点想象和反思空间，我们来看一下。 漏洞相关代码片段是这样的（漏洞修复前）： 读者可以先肉眼过一遍这段代码有什么问题。实际上我一开始也没看出来，向下读才恍然大悟。 这段代码中，外部信息输入通过buf传入做记录处理。输入数据一般包含有空白字符间隔，需要分隔开逐个记录，有效的分隔符包括空格、制表符、回车、换行，代码中将其写入常量字符串；在逐字符扫描输入数据字符串时，将当前字符使用strchr在上述间隔符字符串中检索是否匹配，以此判断是否为间隔符；在240行，通过这样的判断，跳过记录单元字符串的头部连续空白字符。 但是问题在于，strchr这个极其基础的字符串处理函数，对于C字符串终止字符'\0'的处理上有个坑：'\0'也被认为是被检索字符串当中的一个有效字符。所以在240行，当当前扫描到的字符为字符串末尾的NULL时，strchr返回的是WHITESPACE常量字符串的终止位置而非NULL，这导致了越界。 看起来，这是一个典型的问题：API误用（API mis-use），只不过这个被误用的库函数有点太基础，让我忍不住想是不是还会有大量的类似漏洞……当然也反思我自己写的代码是不是也有同样情况，然而略一思考就释然了——我那么笨的代码都用for循环加if判断了:) 漏洞引入和消除历史 有意思的是，Qualys研究人员很贴心地替我做了一步漏洞成因溯源，这才是单独提这个漏洞的原因。漏洞的引入是在2015年的一个commit中： 在GitHub中，定位到上述2015年的commit信息，这里commit的备注信息为： journald: do not strip leading whitespace from messages. Keep leading whitespace for compatibility with older syslog implementations. Also useful when piping formatted output to the logger command. Keep removing trailing whitespace. OK，看起来是一个兼容性调整，对记录信息不再跳过开头所有连续空白字符，只不过用strchr的简洁写法比较突出开发者精炼的开发风格（并不），说得过去。 之后在2018年八月的一个当时尚未推正式版的另一次commit中被修复了，先是还原成了ec5ff4那次commit之前的写法，然后改成了加校验的方式： 虽然Qualys研究者认为上述的修改是“无心插柳”的改动，但是在GitHub可以看到，a6aadf这次commit是因为有外部用户反馈了输入数据为单个冒号情况下journald堆溢出崩溃的issue，才由开发者有目的性地修复的；而之后在859510这个commit再次改动回来，理由是待记录的消息都是使用单个空格作为间隔符的，而上一个commit粗暴地去掉了这种协议兼容性特性。 如果没有以上纠结的修改和改回历史，也许我会倾向于怀疑，在最开始漏洞引入的那个commit，既然改动代码没有新增功能特性、没有解决什么问题（毕竟其后三年，这个改动的代码也没有被反映issue），也并非出于代码规范等考虑，那么这么轻描淡写的一次提交，难免有人为蓄意引入漏洞的嫌疑。当然，看到几次修复的原因，这种可能性就不大了，虽然大家仍可以保留意见。但是抛开是否人为这个因素，单纯从代码的漏洞成因看，一个传统但躲不开的问题仍值得探讨：API误用。 API误用：程序员何苦为难程序员 如果之前的章节给读者留下了我反对代码模块化和复用的印象，那么这里需要正名一下，我们认可这是当下开发实践不可避免的趋势，也增进了社会开发速度。而API的设计决定了写代码和用代码的双方“舒适度”的问题，由此而来的API误用问题，也是一直被当做单纯的软件工程课题讨论。在此方面个人并没有什么研究，自然也没办法系统地给出分类和学术方案，只是谈一下自己的经验和想法。 一篇比较新的学术文章总结了API误用的研究，其中一个独立章节专门分析Java密码学组件API误用的实际，当中引述之前论文认为，密码学API是非常容易被误用的，比如对期望输入数据（数据类型，数据来源，编码形式）要求的混淆，API的必需调用次序和依赖缺失（比如缺少或冗余多次调用了初始化函数、主动资源回收函数）等。凑巧在此方面我有一点体会：曾经因为业务方需要，需要使用C++对一个Java的密码基础中间件做移植。Java对密码学组件支持，有原生的JDK模块和权威的BouncyCastle包可用；而C/C++只能使用第三方库，考虑到系统平台最大兼容和最小代码量，使用Linux平台默认自带的OpenSSL的密码套件。但在开发过程中感受到了OpenSSL满满的恶意：其中的API设计不可谓不反人类，很多参数没有明确的说明（比如同样是表示长度的函数参数，可能在不同地方分别以字节/比特/分组数为计数单位）；函数的线程安全没有任何解释标注，需要自行试验；不清楚函数执行之后，是其自行做了资源释放还是需要有另外API做gc，不知道资源释放操作时是否规规矩矩地先擦除后释放……此类问题不一而足，导致经过了漫长的测试之后，这份中间件才提供出来供使用。而在业务场景中，还会存在比如其它语言调用的情形，这些又暴露出来OpenSSL API误用的一些完全无从参考的问题。这一切都成为了噩梦；当然这无法为我自己开解是个不称职开发的指责，但仅就OpenSSL而言其API设计之恶劣也是始终被人诟病的问题，也是之后其他替代者宣称改进的地方。 当然，问题是上下游都脱不了干系的。我们自己作为高速迭代中的开发人员，对于二方、三方提供的中间件、API，又有多少人能自信地说自己仔细、认真地阅读过开发指南和API、规范说明呢？做过通用产品技术运营的朋友可能很容易理解，自己产品的直接用户日常抛出不看文档的愚蠢问题带来的困扰。对于密码学套件，这个问题还好办一些，毕竟如果在没有背景知识的情况下对API望文生义地一通调用，绝大多数情况下都会以抛异常形式告终；但还是有很多情况，API误用埋下的是长期隐患。 不是所有API误用情形最终都有机会发展成为可利用的安全漏洞，但作为一个由人的因素引入的风险，这将长期存在并困扰软件供应链（虽然对安全研究者、黑客与白帽子是很欣慰的事情）。可惜，传统的白盒代码扫描能力，基于对代码语义的理解和构建，但是涉及到API则需要预先的抽象，这一点目前似乎仍然是需要人工干预的事情；或者轻量级一点的方案，可以case by case地分析，为所有可能被误用的API建模并单独扫描，这自然也有很强局限性。在一个很底层可信的开发者还对C标准库API存在误用的现实内，我们需要更多的思考才能说接下来的解法。 Ⅴ. 从规则到陷阱：NASA JIRA误配置致信息泄露血案 软件的定义包括了代码组成的程序，以及相关的配置、文档等。当我们说软件的漏洞、风险时，往往只聚焦在其中的代码中；关于软件供应链安全风险，我们的比赛、前面分析的例子也都聚焦在了代码的问题；但是真正的威胁都来源于不可思议之处，那么代码之外有没有可能存在来源于上游的威胁呢？这里就借助实例来探讨一下，在“配置”当中可能栽倒的坑。 引子：发不到500英里以外的邮件？ 让我们先从一个轻松愉快的小例子引入。这个例子初见于Linux中国的一篇译文。 简单说，作者描述了这么一个让人啼笑皆非的问题：单位的邮件服务器发送邮件，发送目标距离本地500英里范围之外的一律失败，邮件就像悠悠球一样只能飞出一定距离。这个问题本身让描述者感到尴尬，就像一个技术人员被老板问到“为什么从家里笔记本上Ctrl-C后不能在公司台式机上Ctrl-V”一样。 经过令人窒息的分析操作后，笔者定位到了问题原因：笔者作为负责的系统管理员，把SunOS默认安装的Senmail从老旧的版本5升级到了成熟的版本8，且对应于新版本诸多的新特性进行了对应配置，写入配置文件sendmail.cf；但第三方服务顾问在对单位系统进行打补丁升级维护时，将系统软件“升级”到了系统提供的最新版本，因此将Sendmail实际回退到了版本5，却为了软件行为一致性，原样保留了高版本使用的配置文件。但Sendmail并没有在大版本间保证配置文件兼容性，这导致很多版本5所需的配置项不存在于保留下来的sendmail.cf文件中，程序按默认值0处理；最终引起问题的就是，邮件服务器与接收端通信的超时时间配置项，当取默认配置值0时，邮件服务器在1个单位时间（约3毫秒）内没有收到网络回包即认为超时，而这3毫秒仅够电信号打来回飞出500英里。 这个“故事”可能会给技术人员一点警醒，错误的配置会导致预期之外的软件行为，但是配置如何会引入软件供应链方向的安全风险呢？这就引出了下一个重磅实例。 JIRA配置错误致NASA敏感信息泄露案例 我们都听过一个事情，马云在带队考察美国公司期间问Google CEO Larry Page自视谁为竞争对手，Larry的回答是NASA，因为最优秀的工程师都被NASA的梦想吸引过去了。由此我们显然能窥见NASA的技术水位之高，这样的人才团队大概至少是不会犯什么低级错误的。 但也许需要重新定义“低级错误”……1月11日一篇技术文章披露，NASA某官网部署使用的缺陷跟踪管理系统JIRA存在错误的配置，可分别泄漏内部员工（JIRA系统用户）的全部用户名和邮件地址，以及内部项目和团队名称到公众，如下： 问题的原因解释起来也非常简单：JIRA系统的过滤器和配置面板中，对于数据可见性的配置选项分别选定为All users和Everyone时，系统管理人员想当然地认为这意味着将数据对所有“系统用户”开放查看，但是JIRA的这两个选项的真实效果逆天，是面向“任意人”开放，即不限于系统登录用户，而是任何查看页面的人员。看到这里，我不厚道地笑了……“All users”并不意味着“All ‘users’”，意不意外，惊不惊喜？ 但是这种字面上把戏，为什么没有引起NASA工程师的注意呢，难道这样逆天的配置项没有在产品手册文档中加粗标红提示吗？本着为JIRA产品设计找回尊严的态度，我深入挖掘了一下官方说明，果然在Atlassian官方的一份confluence文档（看起来更像是一份增补的FAQ）中找到了相关说明： 所有未登录访客访问时，系统默认认定他们是匿名anonymous用户，所以各种权限配置中的all users或anyone显然应该将匿名用户包括在内。在7.2及之后版本中，则提供了“所有登录用户”的选项。 可以说是非常严谨且贴心了。比较讽刺的是，在我们的软件供应链安全大赛·C源代码赛季期间，我们设计圈定的恶意代码攻击目标还包括JIRA相关的敏感信息的窃取，但是却想不到有这么简单方便的方式，不动一行代码就可以从JIRA中偷走数据。 软件的使用，你“配”吗？ 无论是开放的代码还是成型的产品，我们在使用外部软件的时候，都是处于软件供应链下游的消费者角色，为了要充分理解上游开发和产品的真实细节意图，需要我们付出多大的努力才够“资格”？ 上一章节我们讨论过源码使用中必要细节信息缺失造成的“API误用”问题，而软件配置上的“误用”问题则复杂多样得多。从可控程度上讨论，至少有这几种因素定义了这个问题： ·软件用户对必要配置的现有文档缺少了解。这是最简单的场景，但又是完全不可避免的，这一点上我们所有有开发、产品或运营角色经验的应该都曾经体会过向不管不顾用户答疑的痛苦，而所有软件使用者也可以反省一下对所有软件的使用是否都以完整细致的文档阅读作为上手的准备工作，所以不必多说。 ·软件拥有者对配置条目缺少必要明确说明文档。就JIRA的例子而言，将NASA工程师归为上一条错误有些冤枉，而将JIRA归为这条更加合适。在边角但重要问题上的说明通过社区而非官方文档形式发布是一种不负责任的做法，但未引发安全事件的情况下还有多少这样的问题被默默隐藏呢？我们没办法要求在使用软件之前所有用户将软件相关所有文档、社区问答实现全部覆盖。这个问题范围内一个代表性例子是对配置项的默认值以及对应效果的说明缺失。 ·配置文件版本兼容性带来的误配置和安全问题。实际上，上面的SunOS Sendmail案例足以点出这个问题的存在性，但是在真实场景下，很可能不会以这么戏剧性形式出现。在企业的系统运维中，系统的版本迭代常见，但为软件行为一致性，配置的跨版本迁移是不可避免的操作；而且软件的更新迭代也不只会由系统更新推动，还有大量出于业务性能要求而主动进行的定制化升级，对于中小企业基础设施建设似乎是一个没怎么被提及过的问题。 ·配置项组合冲突问题。尽管对于单个配置项可能明确行为与影响，但是特定的配置项搭配可能造成不可预知的效果。这完全有可能是由于开发者与用户在信息不对等的情况下产生：开发者认为用户应该具有必需的背景知识，做了用户应当具备规避配置冲突能力的假设。一个例子是，对称密码算法在使用ECB、CBC分组工作模式时，从密码算法上要求输入数据长度必须是分组大小的整倍数，但如果用户搭配配置了秘钥对数据不做补齐（nopadding），则引入了非确定性行为：如果密码算法库对这种组合配置按某种默认补齐方式操作数据则会引起歧义，但如果在算法库代码层面对这种组合抛出错误则直接影响业务。 ·程序对配置项处理过程的潜在暗箱操作。这区别于简单的未文档化配置项行为，仅特指可能存在的蓄意、恶意行为。从某种意义上，上述“All users”也可以认为是这样的一种陷阱，通过浅层次暗示，引导用户做出错误且可能引起问题的配置。另一种情况是特定配置组合情况下触发恶意代码的行为，这种触发条件将使恶意代码具有规避检测的能力，且在用户基数上具有一定概率的用户命中率。当然这种情况由官方开发者直接引入的可能性很低，但是在众包开发的情况下如果存在，那么扫描方案是很难检测的。 Ⅵ. 从逆流到暗流：恶意代码溯源后的挑战 如果说前面所说的种种威胁都是面向关键目标和核心系统应该思考的问题，那么最后要抛出一个会把所有人拉进赛场的理由。除了前面所有那些在软件供应链下游被动污染受害的情况，还有一种情形：你有迹可循的代码，也许在不经意间会“反哺”到黑色产业链甚至特殊武器中；而现在研究用于对程序进行分析和溯源的技术，则会让你陷入百口莫辩的境地。 案例：黑产代码模块溯源疑云 1月29日，猎豹安全团队发布技术分析通报文章《电信、百度客户端源码疑遭泄漏，驱魔家族窃取隐私再起波澜》，矛头直指黑产上游的恶意信息窃取代码模块，认定其代码与两方产品存在微妙的关联：中国电信旗下“桌面3D动态天气”等多款软件，以及百度旗下“百度杀毒”等软件（已不可访问）。 文章中举证有三个关键点。 首先最直观的，是三者使用了相同的特征字符串、私有文件路径、自定义内部数据字段格式； 其次，在关键代码位置，三者在二进制程序汇编代码层面具有高度相似性； 最终，在一定范围的非通用程序逻辑上，三者在经过反汇编后的代码语义上显示出明显的雷同，并提供了如下两图佐证（图片来源）： 文章指出的涉事相关软件已经下线，对于上述样本文件的相似度试验暂不做复现，且无法求证存在相似、疑似同源的代码在三者中占比数据。对于上述指出的代码雷同现象，猎豹安全团队认为： 我们怀疑该病毒模块的作者通过某种渠道(比如“曾经就职”)，掌握有中国电信旗下部分客户端/服务端源码，并加以改造用于制作窃取用户隐私的病毒，另外在该病毒模块的代码中，我们还发现“百度”旗下部分客户端的基础调试日志函数库代码痕迹，整个“驱魔”病毒家族疑点重重，其制作传播背景愈发扑朔迷离。 这样的推断，固然有过于直接的依据（例如三款代码中均使用含有“baidu”字样的特征注册表项）；但更进一步地，需要注意到，三个样本在所指出的代码位置，具有直观可见的二进制汇编代码结构的相同，考虑到如果仅仅是恶意代码开发者先逆向另外两份代码后借鉴了代码逻辑，那么在面临反编译、代码上下文适配重构、跨编译器和选项的编译结果差异等诸多不确定环节，仍能保持二进制代码的雷同，似乎确实是只有从根本上的源代码泄漏（抄袭）且保持相同的开发编译环境才能成立。 但是我们却又无法做出更明确的推断。这一方面当然是出于严谨避免过度解读；而从另一方面考虑，黑产代码的一个关键出发点就是“隐藏自己”，而这里居然如此堂而皇之地照搬了代码，不但没有进行任何代码混淆、变形，甚至没有抹除疑似来源的关键字符串，如果将黑产视为智商在线的对手，那这里背后是否有其它考量，就值得琢磨了。 代码的比对、分析、溯源技术水准 上文中的安全团队基于大量样本和粗粒度比对方法，给出了一个初步的判断和疑点。那么是否有可能获得更确凿的分析结果，来证实或证伪同源猜想呢？ 无论是源代码还是二进制，代码比对技术作为一种基础手段，在软件供应链安全分析上都注定仍然有效。在我们的软件供应链安全大赛期间，针对PE二进制程序类型的题目，参赛队伍就纷纷采用了相关技术手段用于目标分析，包括：同源性分析，用于判定与目标软件相似度最高的同软件官方版本；细粒度的差异分析，用于尝试在忽略编译差异和特意引入的混淆之外，定位特意引入的恶意代码位置。当然，作为比赛中针对性的应对方案，受目标和环境引导约束，这些方法证明了可行性，却难以保证集成有最新技术方案。那么做一下预言，在不计入情报辅助条件下，下一代的代码比对将能够到达什么水准？ 这里结合近一年和今年内，已发表和未发表的学术领域顶级会议的相关文章来简单展望： ·针对海量甚至全量已知源码，将可以实现准确精细化的“作者归属”判定。在ACM CCS‘18会议上曾发表的一篇文章《Large-Scale and Language-Oblivious Code Authorship Identification》，描述了使用RNN进行大规模代码识别的方案，在圈定目标开发者，并预先提供每个开发者的5-7份已知的代码文件后，该技术方案可以很有效地识别大规模匿名代码仓库中隶属于每个开发者的代码：针对1600个Google Code Jam开发者8年间的所有代码可以实现96%的成功识别率，而针对745个C代码开发者于1987年之后在GitHub上面的全部公开代码仓库，识别率也高达94.38%。这样的结果在当下的场景中，已经足以实现对特定人的代码识别和跟踪（例如，考虑到特定开发人员可能由于编码习惯和规范意识，在时间和项目跨度上犯同样的错误）；可以预见，在该技术方向上，完全可以期望摆脱特定已知目标人的现有数据集学习的过程，并实现更细粒度的归属分析，例如代码段、代码行、提交历史。 ·针对二进制代码，更准确、更大规模、更快速的代码主程序分析和同源性匹配。近年来作为一项程序分析基础技术研究，二进制代码相似性分析又重新获得了学术界和工业界的关注。在2018年和2019（已录用）的安全领域四大顶级会议上，每次都会有该方向最新成果的展示，如S&P‘2019上录用的《Asm2Vec: Boosting Static Representation Robustness for Binary Clone Search against Code Obfuscation and Compiler Optimization》，实现无先验知识的条件下的最优汇编代码级别克隆检测，针对漏洞库的漏洞代码检测可实现0误报、100%召回。而2018年北京HITB会议上，Google Project Zero成员、二进制比对工具BinDiff原始作者Thomas Dullien，探讨了他借用改造Google自家SimHash算法思想，用于针对二进制代码控制流图做相似性检测的尝试和阶段结果；这种引入规模数据处理的思路，也可期望能够在目前其他技术方案大多精细化而低效的情况下，为高效、快速、大规模甚至全量代码克隆检测勾出未来方案。 ·代码比对方案对编辑、优化、变形、混淆的对抗。近年所有技术方案都以对代码“变种”的检测有效性作为关键衡量标准，并一定程度上予以保证。上文CCS‘18论文工作，针对典型源代码混淆（如Tigress）处理后的代码，大规模数据集上可有93.42%的准确识别率；S&P‘19论文针对跨编译器和编译选项、业界常用的OLLVM编译时混淆方案进行试验，在全部可用的混淆方案保护之下的代码仍然可以完成81%以上的克隆检测。值得注意的是以上方案都并非针对特定混淆方案单独优化的，方法具有通用价值；而除此以外还有很多针对性的的反混淆研究成果可用；因此，可以认为在采用常规商用代码混淆方案下，即便存在隐藏内部业务逻辑不被逆向的能力，但仍然可以被有效定位代码复用和开发者自然人。 代码溯源技术面前的“挑战” 作为软件供应链安全的独立分析方，健壮的代码比对技术是决定性的基石；而当脑洞大开，考虑到行业的发展，也许以下两种假设的情景，将把每一个“正当”的产品、开发者置于尴尬的境地。 代码仿制 在本章节引述的“驱魔家族”代码疑云案例中，黑产方面通过某种方式获得了正常代码中，功能逻辑可以被自身复用的片段，并以某种方法将其在保持原样的情况下拼接形成了恶意程序。即便在此例中并非如此，但这却暴露了隐忧：将来是不是有这种可能，我的正常代码被泄漏或逆向后出现在恶意软件中，被溯源后扣上黑锅？ 这种担忧可能以多种渠道和形式成为现实。 从上游看，内部源码被人为泄漏是最简单的形式（实际上，考虑到代码的完整生命周期似乎并没有作为企业核心数据资产得到保护，目前实质上有没有这样的代码在野泄漏还是个未知数），而通过程序逆向还原代码逻辑也在一定程度上可获取原始代码关键特征。 从下游看，则可能有多种方式将恶意代码伪造得像正常代码并实现“碰瓷”。最简单地，可以大量复用关键代码特征（如字符串，自定义数据结构，关键分支条件，数据记录和交换私有格式等）。考虑到在进行溯源时，分析者实际上不需要100%的匹配度才会怀疑，因此仅仅是仿造原始程序对于第三方公开库代码的特殊定制改动，也足以将公众的疑点转移。而近年来类似自动补丁代码搜索生成的方案也可能被用来在一份最终代码中包含有二方甚至多方原始代码的特征和片段。 基于开发者溯源的定点渗透 既然在未来可能存在准确将代码与自然人对应的技术，那么这种技术也完全可能被黑色产业利用。可能的忧患包括强针对性的社会工程，结合特定开发者历史代码缺陷的漏洞挖掘利用，联动第三方泄漏人员信息的深层渗透，等等。这方面暂不做联想展开。 〇. 没有总结 作为一场旨在定义“软件供应链安全”威胁的宣言，阿里安全“功守道”大赛将在后续给出详细的分解和总结，其意义价值也许会在一段时间之后才能被挖掘。 但是威胁的现状不容乐观，威胁的发展不会静待；这一篇随笔仅仅挑选六个侧面做摘录分析，可即将到来的趋势一定只会进入更加发散的境地，因此这里，没有总结。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/systemino/article/details/90114743。 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。

...仍有可能发生内存泄漏问题，长期累积将可能导致系统资源耗尽，进而引发段错误。 数组越界 , 数组是存储一系列相同类型数据的数据结构，每个元素都有其唯一的索引位置。数组越界是指程序试图访问数组中不存在的位置，即索引值超出了数组的实际大小范围。在Python中，列表（List）是其数组实现形式，如果代码中对列表进行非法索引操作，将会触发数组越界错误，这种错误通常会导致程序崩溃或出现未定义行为。 多线程问题 , 多线程编程是在同一进程中创建并行执行多个线程的技术手段，每个线程都有自己的栈空间和程序计数器，可以独立执行任务。然而，在并发环境下，如果多个线程同时访问和修改同一个共享资源（如变量、数据结构等），而没有采取适当的同步措施（如锁、信号量等），可能会导致竞态条件、数据不一致等问题，严重的状况下也会引发段错误，影响程序的稳定性和正确性。在Python中，虽然GIL（全局解释器锁）确保了同一时刻只有一个线程执行字节码，但仍然需要关注线程间的资源共享与同步问题。

...会遇到一个让人挠头的问题——StatementParameterIndexOutOfRange异常。这个异常啊，它常常会在我们给SQL预编译语句塞参数的时候蹦出来，就是当你给索引的位置安排得太多，超出了实际参数的个数，就像是你手里只有三个苹果，却偏偏要按四个位置来放，这不就出问题了吗？这篇东西，咱们会手把手通过实实在在的代码例子、一步步的问题剖析，还有应对招数，一起把这个难题掰扯清楚，同时还会琢磨出怎么才能巧妙地躲开这个问题的小窍门儿。 2. 问题现象与背景理解 --- 想象一下，你正在编写一个使用MyBatis进行数据库操作的服务方法，例如下面这段简单的示例代码： java @Mapper public interface UserMapper { @Update("UPDATE user SET username={username} WHERE id={userId}") int updateUsername(@Param("userId") Integer userId, @Param("username") String username); } @Service public class UserService { private final UserMapper userMapper; public UserService(UserMapper userMapper) { this.userMapper = userMapper; } public void updateUser(Integer userId, String username) { // 假设此处由于疏忽，只传入了一个参数 userMapper.updateUsername(userId); // 此处应该传入两个参数，但实际只传了userId } } 在上述场景中，我们意图更新用户信息，但不幸的是，在调用updateUsername方法时，仅传入了userId参数，而忽略了username参数。运行此段代码，MyBatis将会抛出StatementParameterIndexOutOfRange异常，提示“Prepared statement parameter index is out of range”。 3. 异常原因剖析 --- 该异常的本质是我们在执行SQL预编译语句时，为占位符（如：{username}和{userId}）提供的参数数量与占位符的数量不匹配导致的。在MyBatis的工作原理里，它会根据SQL语句里那些小问号（参数占位符）的数量，亲手打造一个PreparedStatement对象。然后呢，就像我们玩拼图一样，按照顺序把每个参数塞到对应的位置上。当尝试访问不存在的参数时，自然就会引发这样的错误。 4. 解决方案及预防措施 --- 面对StatementParameterIndexOutOfRange异常，解决的关键在于确保传递给映射方法的参数数量与SQL语句中的参数占位符数量相匹配。回到上面的示例代码，正确的做法应该是： java public void updateUser(Integer userId, String username) { userMapper.updateUsername(userId, username); // 正确地传入两个参数 } 同时，为了预防此类问题的发生，我们可以采取以下几种策略： - 代码审查：在团队协作开发过程中，对于涉及SQL语句的方法调用，应仔细检查参数是否齐全。 - 单元测试：编写完善的单元测试用例，覆盖所有可能的参数组合情况，确保SQL语句在各种情况下都能正确执行。 - IDE辅助：利用IDE（如IntelliJ IDEA）的代码提示功能，当方法需要的参数缺失时，IDE通常会在编辑器中给出警告提示。 5. 总结与思考 --- 尽管StatementParameterIndexOutOfRange异常看似简单，但它提醒我们在使用MyBatis等ORM框架时，务必细心对待SQL语句中的参数传递。每个程序员在高强度的编程赶工中，都免不了会犯些小马虎。重点在于，得学会怎样火眼金睛般快速揪出问题所在，同时呢，也得通过一些实实在在的预防招数，让这类小错误尽量少地冒泡儿。因此，养成良好的编程习惯，提高代码质量，是我们每一位开发者在追求技术进步道路上的重要一课。

...能像雷达一样快速找到问题所在，然后麻利地把它修复好。 3. 示例分析与解读 （1）示例一：无效的矩阵维度 java import org.apache.mahout.math.DenseMatrix; import org.apache.mahout.math.Matrix; public class MatrixDemo { public static void main(String[] args) { // 创建一个3x2的矩阵 Matrix m1 = new DenseMatrix(new double[][]{ {1, 2}, {3, 4}, {5, 6} }); // 尝试进行非兼容矩阵相加操作，这将引发MahoutIllegalArgumentException Matrix m2 = new DenseMatrix(new double[][]{ {7, 8} }); try { m1.plus(m2); // 这里会抛出异常，因为矩阵维度不匹配 } catch (org.apache.mahout.common.MahoutIllegalArgumentException e) { System.out.println("Error: " + e.getMessage()); } } } 在这个例子中，当我们尝试对两个维度不匹配的矩阵执行加法操作时，MahoutIllegalArgumentException就会被抛出，提示我们"矩阵维度不匹配"。 （2）示例二：无效的数据索引 java import org.apache.mahout.math.Vector; import org.apache.mahout.math.RandomAccessSparseVector; public class VectorDemo { public static void main(String[] args) { Vector v = new RandomAccessSparseVector(5); // 尝试访问不存在的索引位置 try { double valueAtInvalidIndex = v.get(10); // 这里会抛出异常，因为索引超出范围 } catch (org.apache.mahout.common.MahoutIllegalArgumentException e) { System.out.println("Error: " + e.getMessage()); } } } 在此场景下，我们试图从一个只有5个元素的向量中获取第10个元素，由于索引超出了有效范围，因此触发了MahoutIllegalArgumentException。 4. 遇到异常时的应对策略 面对MahoutIllegalArgumentException，我们的首要任务是理解异常信息并核查代码逻辑。一般而言，我们需要： - 检查传入方法或构造函数的所有参数是否符合预期； - 确保在进行数学运算（如矩阵、向量操作）前，它们的维度或大小是正确的； - 对于涉及索引的操作，确保索引值在合法范围内。 5. 结语 总的来说，org.apache.mahout.common.MahoutIllegalArgumentException是我们使用Mahout过程中一个非常有价值的反馈信号。它就像个贴心的小助手，在我们编程的时候敲黑板强调，对参数和数据结构这俩宝贝疙瘩必须得精打细算、严谨对待。只要咱能及时把这些小bug捉住修正，那咱们就能更顺溜地使出Mahout这个大招，妥妥地搞定大规模的机器学习和数据挖掘任务啦！每次遇到这类异常，不妨将其视为一次优化代码质量、提升自己对Mahout理解深度的机会，让我们在实际项目中不断成长与进步。

在深入理解了C多维数组与Java交错数组的使用差异，以及如何在ASP.NET项目中结合SQL查询和控件（如ASPxDropDownEdit和TreeList）实现数据库特定值优先显示的下拉菜单后，可以进一步探索更多相关领域的技术和最佳实践。 首先，针对C编程语言的最新进展，微软近期发布了.NET 5.0，其中对数组操作进行了优化，引入了Span等新特性以提高内存管理和性能。例如，《.NET 5.0中的数组与内存管理优化》一文详细解读了这些改进，并提供实例说明如何在实际开发中运用以提升效率。 其次，在Web开发领域，动态数据加载和前端用户体验优化始终是热门话题。《前端性能优化：动态构建下拉菜单的最佳实践》一文介绍了现代Web开发中，利用Vue.js、React或Angular等框架构建高性能、响应式下拉菜单的具体策略和技术细节。 再者，对于数据库查询优化，SQL Server 2019引入的新功能，比如窗口函数和索引视图，使得复杂查询排序更加高效。一篇名为《SQL Server 2019新特性助力下拉列表动态排序》的文章探讨了如何借助这些新特性，更好地满足类似“特定值优先显示”的需求。 此外，对于ASP.NET Core下的UI组件集成，微软官方文档和社区博客提供了大量实用教程和案例，如《ASP.NET Core MVC 中嵌套控件的高级用法》，通过解析此类文章，开发者能深入了解如何在实际项目中灵活组合各种控件以满足复杂的业务逻辑展示要求。

...blog.csdn.net/kangshihang1998/article/details/129407214。 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。 目录 效果 代码 SpringBoot Vue 效果 步骤 点击下载 在输入框输入下载的文件名称 点击暂停 再次点击开始 下载完成 代码 SpringBoot pom <!-- 做断点下载使用--><dependency><groupId>org.apache.httpcomponents</groupId><artifactId>httpcore</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.apache.httpcomponents</groupId><artifactId>httpclient</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>commons-io</groupId><artifactId>commons-io</artifactId><version>2.8.0</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency> controller package com.kang.controller;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.stereotype.Controller;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.io.;import java.net.URLEncoder;import java.util.Optional;/ @Description 文件切片下载 @ClassName DownLoadController @Author 康世行 @Date 20:58 2023/2/22 @Version 1.0/@Controller@Slf4jpublic class DownLoadController {private final static String utf8 = "utf-8";@RequestMapping("/down")public void downLoadFile(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {// 设置编码格式response.setCharacterEncoding(utf8);//获取文件路径String fileName=request.getParameter("fileName");String drive=request.getParameter("drive");//参数校验log.info(fileName,drive);//完整路径(路径拼接待优化-前端传输优化-后端从新格式化 )String pathAll=drive+":\\"+fileName;log.info("pathAll{}",pathAll);Optional<String> pathFlag = Optional.ofNullable(pathAll);File file=null;if (pathFlag.isPresent()){//根据文件名，读取file流file = new File(pathAll);log.info("文件路径是{}",pathAll);if (!file.exists()){log.warn("文件不存在");return;} }else {//请输入文件名log.warn("请输入文件名！");return;}InputStream is = null;OutputStream os = null;try {//分片下载long fSize = file.length();//获取长度response.setContentType("application/x-download");String file_Name = URLEncoder.encode(file.getName(),"UTF-8");response.addHeader("Content-Disposition","attachment;filename="+fileName);//根据前端传来的Range 判断支不支持分片下载response.setHeader("Accept-Range","bytes");//获取文件大小//response.setHeader("fSize",String.valueOf(fSize));response.setHeader("fName",file_Name);//定义断点long pos = 0,last = fSize-1,sum = 0;//判断前端需不需要分片下载if (null != request.getHeader("Range")){response.setStatus(HttpServletResponse.SC_PARTIAL_CONTENT);String numRange = request.getHeader("Range").replaceAll("bytes=","");String[] strRange = numRange.split("-");if (strRange.length == 2){pos = Long.parseLong(strRange[0].trim());last = Long.parseLong(strRange[1].trim());//若结束字节超出文件大小 取文件大小if (last>fSize-1){last = fSize-1;} }else {//若只给一个长度 开始位置一直到结束pos = Long.parseLong(numRange.replaceAll("-","").trim());} }long rangeLenght = last-pos+1;String contentRange = new StringBuffer("bytes").append(pos).append("-").append(last).append("/").append(fSize).toString();response.setHeader("Content-Range",contentRange);// response.setHeader("Content-Lenght",String.valueOf(rangeLenght));os = new BufferedOutputStream(response.getOutputStream());is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));is.skip(pos);//跳过已读的文件(重点，跳过之前已经读过的文件)byte[] buffer = new byte[1024];int lenght = 0;//相等证明读完while (sum < rangeLenght){lenght = is.read(buffer,0, (rangeLenght-sum)<=buffer.length? (int) (rangeLenght - sum) :buffer.length);sum = sum+lenght;os.write(buffer,0,lenght);}log.info("下载完成");}finally {if (is!= null){is.close();}if (os!=null){os.close();} }} } 启动成功 Vue <html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org"><head><meta charset="utf-8"/><title>狂神说Java-ES仿京东实战</title><link rel="stylesheet" th:href="@{/css/style.css}"/></head><body class="pg"><div class="page" id="app"><div id="mallPage" class=" mallist tmall- page-not-market "><!-- 头部搜索 --><div id="header" class=" header-list-app"><div class="headerLayout"><div class="headerCon "><!-- Logo--><h1 id="mallLogo"><img th:src="@{/images/jdlogo.png}" alt=""></h1><div class="header-extra"><!--搜索--><div id="mallSearch" class="mall-search"><form name="searchTop" class="mallSearch-form clearfix"><fieldset><legend>天猫搜索</legend><div class="mallSearch-input clearfix"><div class="s-combobox" id="s-combobox-685"><div class="s-combobox-input-wrap"><input v-model="keyword" type="text" autocomplete="off" value="java" id="mq"class="s-combobox-input" aria-haspopup="true"></div></div><button type="submit" @click.prevent="searchKey" id="searchbtn">搜索</button></div></fieldset></form><ul class="relKeyTop"><li><a>狂神说Java</a></li><li><a>狂神说前端</a></li><li><a>狂神说Linux</a></li><li><a>狂神说大数据</a></li><li><a>狂神聊理财</a></li></ul></div></div></div></div></div><el-button @click="download" id="download">下载</el-button><!-- <el-button @click="concurrenceDownload" >并发下载测试</el-button>--><el-button @click="stop">停止</el-button><el-button @click="start">开始</el-button>{ {fileFinalOffset} }{ {contentList} }<el-progress type="circle" :percentage="percentage"></el-progress></div><!--前端使用Vue，实现前后端分离--><script th:src="@{/js/axios.min.js}"></script><script th:src="@{/js/vue.min.js}"></script><!-- 引入样式 --><link rel="stylesheet" href="https://unpkg.com/element-ui/lib/theme-chalk/index.css"><!-- 引入组件库 --><script src="https://unpkg.com/element-ui/lib/index.js"></script><script>new Vue({ el: 'app',data: {keyword: '', //搜索关键字results: [] ,//搜索结果percentage: 0, // 下载进度filesCurrentPage:0,//文件开始偏移量fileFinalOffset:0, //文件最后偏移量stopRecursiveTags:true, //停止递归标签，默认是true 继续进行递归contentList: [], // 文件流数组breakpointResumeTags:false, //断点续传标签，默认是false 不进行断点续传temp:[],fileMap:new Map(),timer:null, //定时器名称},methods: {//根据关键字搜索商品信息searchKey(){var keyword=this.keyword;axios.get('/search/JD/search/'+keyword+"/1/10").then(res=>{this.results=res.data;//绑定数据console.log(this.results)console.table(this.results)})},//停止下载stop(){//改变递归标签为falsethis.stopRecursiveTags=false;},//开始下载start(){//重置递归标签为true 最后进行合并this.stopRecursiveTags=true;//重置断点续传标签this.breakpointResumeTags=true;//重新调用下载方法this.download();},// 分段下载需要后端配合download() {// 下载地址const url = "/down?fileName="+this.keyword.trim()+"&drive=E";console.log(url)const chunkSize = 1024 1024 50; // 单个分段大小，这里测试用100Mlet filesTotalSize = chunkSize; // 安装包总大小，默认100Mlet filesPages = 1; // 总共分几段下载//计算百分比之前先清空上次的if(this.percentage==100){this.percentage=0;}let sentAxios = (num) => {let rande = chunkSize;//判断是否开启了断点续传(断点续传没法并行-需要上次请求的结果作为参数)if (this.breakpointResumeTags){rande = ${Number(this.fileFinalOffset)+1}-${num chunkSize + 1};}else {if (num) {rande = ${(num - 1) chunkSize + 2}-${num chunkSize + 1};} else {// 第一次0-1方便获取总数，计算下载进度，每段下载字节范围区间rande = "0-1";} }let headers = {range: rande,};axios({method: "get",url: url.trim(),async: true,data: {},headers: headers,responseType: "blob"}).then((response) => {if (response.status == 200 || response.status == 206) {//检查了下才发现，后端对文件流做了一层封装，所以将content指向response.data即可const content = response.data;//截取文件总长度和最后偏移量let result= response.headers["content-range"].split("/");// 获取文件总大小，方便计算下载百分比filesTotalSize =result[1];//获取最后一片文件位置，用于断点续传this.fileFinalOffset=result[0].split("-")[1]// 计算总共页数，向上取整filesPages = Math.ceil(filesTotalSize / chunkSize);// 文件流数组this.contentList.push(content);// 递归获取文件数据(判断是否要继续递归)if (this.filesCurrentPage < filesPages&&this.stopRecursiveTags==true) {this.filesCurrentPage++;//计算下载百分比 当前下载的片数/总片数this.percentage=Number((this.contentList.length/filesPages)100).toFixed(2);sentAxios(this.filesCurrentPage);//结束递归return;}//递归标签为true 才进行下载if (this.stopRecursiveTags){// 文件名称const fileName =decodeURIComponent(response.headers["fname"]);//构造一个blob对象来处理数据const blob = new Blob(this.contentList);//对于<a>标签，只有 Firefox 和 Chrome（内核） 支持 download 属性//IE10以上支持blob但是依然不支持downloadif ("download" in document.createElement("a")) {//支持a标签download的浏览器const link = document.createElement("a"); //创建a标签link.download = fileName; //a标签添加属性link.style.display = "none";link.href = URL.createObjectURL(blob);document.body.appendChild(link);link.click(); //执行下载URL.revokeObjectURL(link.href); //释放urldocument.body.removeChild(link); //释放标签} else {//其他浏览器navigator.msSaveBlob(blob, fileName);} }} else {//调用暂停方法，记录当前下载位置console.log("下载失败")} }).catch(function (error) {console.log(error);});};// 第一次获取数据方便获取总数sentAxios(this.filesCurrentPage);this.$message({message: '文件开始下载！',type: 'success'});} }})</script></body></html> 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/kangshihang1998/article/details/129407214。 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。

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// NaN 如果想输出指定的日期，那么把 Date.parse()传入 Date 构造方法里。 var box = new Date(Date.parse('6/13/2011')); // Mon Jun 13 2011 00:00:00 GMT+0800var box = new Date('6/13/2011'); // 直接传入，Date.parse()后台被调用 Date 对象及其在不同浏览器中的实现有许多奇怪的行为。其中有一种倾向是将超出的范围的值替换成当前的值，以便生成输出。例如，在解析“January 32, 2007”时，有的浏览器会将其解释为“February 1, 2007”。而 Opera 则倾向与插入当前月份的当前日期。 Date.UTC()方法同样也返回表示日期的毫秒数，但它与 Date.parse()在构建值时使用不同的信息。（年份，基于 0 的月份[0 表示 1 月，1 表示 2 月]，月中的哪一天[1-31]，小时数[0-23] ，分钟，秒以及毫秒)。只有前两个参数是必须的。如果没有提供月数，则天数为 1；如果省略其他参数，则统统为 0。 alert(Date.UTC(2011,11)); // 1322697600000 如果 Date.UTC()参数传递错误，那么就会出现负值或者 NaN 等非法信息。 alert(Date.UTC()); // 负值或者 NaN 如果要输出指定日期，那么直接把 Date.UTC()传入 Date 构造方法里即可。 var box = new Date(Date.UTC(2011,11, 5, 15, 13, 16)); 通用的方法 与其他类型一样，Date 类型也重写了 toLocaleString()、toString()和 valueOf()方法；但这些方法返回值与其他类型中的方法不同。 var box = new Date(Date.UTC(2011,11, 5, 15, 13, 16));alert('toString:' + box.toString());alert('toLocaleString:' + box.toLocaleString()); // 按本地格式输出 这两个方法在不同浏览器显示的效果又不一样，但不用担心，这两个方法只是在调试比较有用，在显示时间和日期上，没什么价值。valueOf()方法显示毫秒数。 日期格式化方法 Date 类型还有一些专门用于将日期格式化为字符串的方法。 var box = new Date();alert(box.toDateString()); // 以特定的格式显示星期几、月、日和年alert(box.toTimeString()); // 以特定的格式显示时、分、秒和时区alert(box.toLocaleDateString()); // 以特定地区格式显示星期几、月、日和年alert(box.toLocaleTimeString()); // 以特定地区格式显示时、分、秒和时区alert(box.toUTCString()); // 以特定的格式显示完整的 UTC 日期 组件方法 组件方法，是为我们单独获取你想要的各种时间/日期而提供的方法。需要注意的时候 ，这些方法中，有带 UTC 的，有不带 UTC 的。UTC 日期指的是在没有时区偏差的情况下的日期值。 alert(box.getTime()); // 获取日期的毫秒数，和 valueOf()返回一致alert(box.setTime(100)); // 以毫秒数设置日期，会改变整个日期alert(box.getFullYear()); // 获取四位年份alert(box.setFullYear(2012)); // 设置四位年份，返回的是毫秒数alert(box.getMonth()); // 获取月份，没指定月份，从 0 开始算起alert(box.setMonth(11)); // 设置月份alert(box.getDate()); // 获取日期alert(box.setDate(8)); // 设置日期，返回毫秒数alert(box.getDay()); // 返回星期几，0 表示星期日，6 表示星期六alert(box.setDay(2)); // 设置星期几alert(box.getHours()); // 返回时alert(box.setHours(12)); // 设置时alert(box.getMinutes()); // 返回分钟alert(box.setMinutes(22)); // 设置分钟alert(box.getSeconds()); // 返回秒数alert(box.setSeconds(44)); // 设置秒数alert(box.getMilliseconds()); // 返回毫秒数alert(box.setMilliseconds()); // 设置毫秒数alert(box.getTimezoneOffset()); // 返回本地时间和 UTC 时间相差的分钟数 以上方法除了 getTimezoneOffset()，其他都具有 UTC 功能，例如 setDate()及 getDate()获取星期几，那么就会有 setUTCDate()及getUTCDate()，表示世界协调时间。 2、正则表达式 假设用户需要在 HTML 表单中填写姓名、地址、出生日期等。那么在将表单提交到服务器进一步处理前，JavaScript 程序会检查表单以确认用户确实输入了信息并且这些信息是符合要求的。 什么是正则表达式 正则表达式（regular expression）是一个描述字符模式的对象。ECMAScript 的 RegExp 类表示正则表达式，而 String 和 RegExp 都定义了使用正则表达式进行强大的模式匹配和文本检索与替换的函数。 正则表达式主要用来验证客户端的输入数据。用户填写完表单单击按钮之后，表单就会被发送到服务器，在服务器端通常会用 PHP、ASP.NET 等服务器脚本对其进行进一步处理 。因为客户端验证，可以节约大量的服务器端的系统资源，并且提供更好的用户体验。 创建正则表达式 创建正则表达式和创建字符串类似，创建正则表达式提供了两种方法，一种是采用 new 运算符，另一个是采用字面量方式。 两种创建方式 var box = new RegExp('box'); // 第一个参数字符串var box = new RegExp('box', 'ig'); // 第二个参数可选模式修饰符 模式修饰符的可选参数 参数 含义 i 忽略大小写 g 全局匹配 m 多行匹配 var box = /box/; // 直接用两个反斜杠var box = /box/ig; // 在第二个斜杠后面加上模式修饰符 测试正则表达式 RegExp 对象包含两个方法：test()和 exec()，功能基本相似，用于测试字符串匹配。test()方法在字符串中查找是否存在指定的正则表达式并返回布尔值，如果存在则返回 true，不存在则返回 false。exec()方法也用于在字符串中查找指定正则表达式，如果 exec()方法执行成功，则返回包含该查找字符串的相关信息数组。如果执行失败，则返回 null。 RegExp 对象的方法 方法 功能 test 在字符串中测试模式匹配，返回 true 或 false exec 在字符串中执行匹配搜索，返回结果数组 // 使用 new 运算符的 test 方法示例var pattern = new RegExp('box', 'i'); // 创建正则模式，不区分大小写var str = 'This is a Box!'; // 创建要比对的字符串alert(pattern.test(str)); // 通过 test()方法验证是否匹配// 使用字面量方式的 test 方法示例var pattern = /box/i; // 创建正则模式，不区分大小写var str = 'This is a Box!';alert(pattern.test(str));// 使用一条语句实现正则匹配alert(/box/i.test('This is a Box!')); // 模式和字符串替换掉了两个变量// 使用 exec 返回匹配数组var pattern = /box/i;var str = 'This is a Box!';alert(pattern.exec(str)); // 匹配了返回数组，否则返回 null 使用字符串的正则表达式方法 除了 test()和 exec()方法，String 对象也提供了 4 个使用正则表达式的方法。 String 对象中的正则表达式方法 方法 含义 match(pattern) 返回 pattern 中的子串或 null replace(pattern, replacement) 用 replacement 替换 pattern search(pattern) 返回字符串中 pattern 开始位置 split(pattern) 返回字符串按指定 pattern 拆分的数组 // 使用 match 方法获取获取匹配数组var pattern = /box/ig; // 全局搜索var str = 'This is a Box!，That is a Box too';alert(str.match(pattern)); // 匹配到两个 Box,Boxalert(str.match(pattern).length); // 获取数组的长度// 使用 search 来查找匹配数据var pattern = /box/ig;var str = 'This is a Box!，That is a Box too';alert(str.search(pattern)); // 查找到返回位置，否则返回-1 因为 search 方法查找到即返回，也就是说无需 g 全局。 // 使用 replace 替换匹配到的数据var pattern = /box/ig;var str = 'This is a Box!，That is a Box too';alert(str.replace(pattern, 'Tom')); // 将 Box 替换成了 Tom// 使用 split 拆分成字符串数组var pattern = / /ig;var str = 'This is a Box!，That is a Box too';alert(str.split(pattern)); // 将空格拆开分组成数组 RegExp 对象的静态属性 属性 短名 含义 input $_ 当前被匹配的字符串 lastMatch $& 最后一个匹配字符串 lastParen $+ 最后一对圆括号内的匹配子串 leftContext $ 最后一次匹配前的子串 multiline $ 用于指定是否所有的表达式都用于多行的布尔值 rightContext $’ 在上次匹配之后的子串 // 使用静态属性var pattern = /(g)oogle/;var str = 'This is google！';pattern.test(str); // 执行一下alert(RegExp.input); // This is google！alert(RegExp.leftContext); // This isalert(RegExp.rightContext); // ！alert(RegExp.lastMatch); // googlealert(RegExp.lastParen); // galert(RegExp.multiline); // false Opera 不支持 input、lastMatch、lastParen 和 multiline 属性。IE 不支持 multiline 属性。所有的属性可以使用短名来操作。RegExp.input 可以改写成 RegExp['$_']，依次类推。但 RegExp.input 比较特殊，它还可以写成 RegExp.$_。 RegExp 对象的实例属性 属性 含义 global Boolean 值，表示 g 是否已设置 ignoreCase Boolean 值，表示 i 是否已设置 lastIndex 整数，代表下次匹配将从哪里字符位置开始 multiline Boolean 值，表示 m 是否已设置 Source 正则表达式的源字符串形式 // 使用实例属性var pattern = /google/ig;alert(pattern.global); // true，是否全局了alert(pattern.ignoreCase); // true，是否忽略大小写alert(pattern.multiline); // false，是否支持换行alert(pattern.lastIndex); // 0，下次的匹配位置alert(pattern.source); // google，正则表达式的源字符串var pattern = /google/g;var str = 'google google google';pattern.test(str); // google，匹配第一次alert(pattern.lastIndex); // 6，第二次匹配的位 以上基本没什么用。并且 lastIndex 在获取下次匹配位置上 IE 和其他浏览器有偏差 ，主要表现在非全局匹配上。lastIndex 还支持手动设置，直接赋值操作。 获取控制 正则表达式元字符是包含特殊含义的字符。它们有一些特殊功能，可以控制匹配模式的方式。反斜杠后的元字符将失去其特殊含义。 字符类：单个字符和数字 元字符/元符号 匹配情况 . 匹配除换行符外的任意字符 [a-z0-9] 匹配括号中的字符集中的任意字符 [^a-z0-9] 匹配任意不在括号中的字符集中的字符 \d 匹配数字 \D 匹配非数字，同[^0-9]相同 \w 匹配字母和数字及_ \W 匹配非字母和数字及_ 字符类：空白字符 元字符/元符号 匹配情况 \0 匹配 null 字符 \b 匹配空格字符 \f 匹配进纸字符 \n 匹配换行符 \r 匹配回车字符 \t 匹配制表符 \s 匹配空白字符、空格、制表符和换行符 \S 匹配非空白字符 字符类：锚字符 元字符/元符号 匹配情况 ^ 行首匹配 $ 行尾匹配 \A 只有匹配字符串开始处 \b 匹配单词边界，词在[]内时无效 \B 匹配非单词边界 \G 匹配当前搜索的开始位置 \Z 匹配字符串结束处或行尾 \z 只匹配字符串结束处 字符类：重复字符 元字符/元符号 匹配情况 x? 匹配 0 个或 1 个 x x 匹配 0 个或任意多个 x x+ 匹配至少一个 x (xyz)+ 匹配至少一个(xyz) x{m,n} 匹配最少 m 个、最多 n 个 x 字符类：替代字符 元字符/元符号 匹配情况 this where 字符类：记录字符 元字符/元符号 匹配情况 (string) 用于反向引用的分组 \1 或$1 匹配第一个分组中的内容 \2 或$2 匹配第二个分组中的内容 \3 或$3 匹配第三个分组中的内容 // 使用点元字符var pattern = /g..gle/; // .匹配一个任意字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 重复匹配var pattern = /g.gle/; // .匹配 0 个一个或多个var str = 'google'; //,?,+,{n,m}alert(pattern.test(str));// 使用字符类匹配var pattern = /g[a-zA-Z_]gle/; // [a-z]表示任意个 a-z 中的字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /g[^0-9]gle/; // [^0-9]表示任意个非 0-9 的字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /[a-z][A-Z]+/; // [A-Z]+表示 A-Z 一次或多次var str = 'gOOGLE';alert(pattern.test(str));// 使用元符号匹配var pattern = /g\wgle/; // \w匹配任意多个所有字母数字_var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /google\d/; // \d匹配任意多个数字var str = 'google444';alert(pattern.test(str));var pattern = /\D{7,}/; // \D{7,}匹配至少 7 个非数字var str = 'google8';alert(pattern.test(str));// 使用锚元字符匹配var pattern = /^google$/; // ^从开头匹配，$从结尾开始匹配var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /goo\sgle/; // \s 可以匹配到空格var str = 'goo gle';alert(pattern.test(str));var pattern = /google\b/; // \b 可以匹配是否到了边界var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 使用或模式匹配var pattern = /google|baidu|bing/; // 匹配三种其中一种字符串var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 使用分组模式匹配var pattern = /(google){4,8}/; // 匹配分组里的字符串 4-8 次var str = 'googlegoogle';alert(pattern.test(str));var pattern = /8(.)8/; // 获取 8..8 之间的任意字符var str = 'This is 8google8';str.match(pattern);alert(RegExp.$1); // 得到第一个分组里的字符串内容var pattern = /8(.)8/;var str = 'This is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>'); // 得到替换的字符串输出document.write(result);var pattern = /(.)\s(.)/;var str = 'google baidu';var result = str.replace(pattern, '$2 $1'); // 将两个分组的值替换输出document.write(result); 贪婪 惰性 + +? ? ?? ? {n} {n}? {n,} {n,}? {n,m} {n,m}? // 关于贪婪和惰性var pattern = /[a-z]+?/; // ?号关闭了贪婪匹配，只替换了第一个var str = 'abcdefjhijklmnopqrstuvwxyz';var result = str.replace(pattern, 'xxx');alert(result);var pattern = /8(.+?)8/g; // 禁止了贪婪，开启的全局var str = 'This is 8google8, That is 8google8, There is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>');document.write(result);var pattern = /8([^8])8/g; // 另一种禁止贪婪var str = 'This is 8google8, That is 8google8, There is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>');document.write(result);// 使用 exec 返回数组var pattern = /^[a-z]+\s[0-9]{4}$/i;var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)); // 返回整个字符串var pattern = /^[a-z]+/i; // 只匹配字母var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)); // 返回 googlevar pattern = /^([a-z]+)\s([0-9]{4})$/i; // 使用分组var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)[0]); // google 2012alert(pattern.exec(str)[1]); // googlealert(pattern.exec(str)[2]); // 2012// 捕获性分组和非捕获性分组var pattern = /(\d+)([a-z])/; // 捕获性分组var str = '123abc';alert(pattern.exec(str));var pattern = /(\d+)(?:[a-z])/; // 非捕获性分组var str = '123abc';alert(pattern.exec(str));// 使用分组嵌套var pattern = /(A?(B?(C?)))/; // 从外往内获取var str = 'ABC';alert(pattern.exec(str));// 使用前瞻捕获var pattern = /(goo(?=gle))/; // goo 后面必须跟着 gle 才能捕获var str = 'google';alert(pattern.exec(str));// 使用特殊字符匹配var pattern = /\.\[\/b\]/; // 特殊字符，用\符号转义即可var str = '.[/b]';alert(pattern.test(str));// 使用换行模式var pattern = /^\d+/mg; // 启用了换行模式var str = '1.baidu\n2.google\n3.bing';var result = str.replace(pattern, '');alert(result); 常用的正则 检查邮政编码 var pattern = /[1-9][0-9]{5}/; // 共 6 位数字，第一位不能为 0var str = '224000';alert(pattern.test(str)); 检查文件压缩包 var pattern = /[\w]+\.zip|rar|gz/; // \w 表示所有数字和字母加下划线var str = '123.zip'; // \.表示匹配.，后面是一个选择alert(pattern.test(str)); 删除多余空格 var pattern = /\s/g; // g 必须全局，才能全部匹配var str = '111 222 333';var result = str.replace(pattern,''); // 把空格匹配成无空格alert(result); 删除首尾空格 var pattern = /^\s+/; // 强制首var str = ' goo gle ';var result = str.replace(pattern, '');pattern = /\s+$/; // 强制尾result = result.replace(pattern, '');alert('|' + result + '|');var pattern = /^\s(.+?)\s$/; // 使用了非贪婪捕获var str = ' google ';alert('|' + pattern.exec(str)[1] + '|');var pattern = /^\s(.+?)\s$/;var str = ' google ';alert('|' + str.replace(pattern, '$1') + '|'); // 使用了分组获取 简单的电子邮件验证 var pattern = /^([a-zA-Z0-9_\.\-]+)@([a-zA-Z0-9_\.\-]+)\.([a-zA-Z]{2,4})$/;var str = 'yc60.com@gmail.com';alert(pattern.test(str));var pattern = /^([\w\.\-]+)@([\w\.\-]+)\.([\w]{2,4})$/;var str = 'yc60.com@gmail.com';alert(pattern.test(str)); 3、Function类型 在 ECMAScript 中，Function（函数）类型实际上是对象。每个函数都是 Function 类型的实例，而且都与其他引用类型一样具有属性和方法。由于函数是对象，因此函数名实际上也是一个指向函数对象的指针。 函数的声明方式 普通的函数声明 function box(num1, num2) {return num1+ num2;} 使用变量初始化函数 var box= function(num1, num2) {return num1 + num2;}; 使用 Function 构造函数 var box= new Function('num1', 'num2' ,'return num1 + num2'); 第三种方式我们不推荐，因为这种语法会导致解析两次代码（第一次解析常规 ECMAScript 代码，第二次是解析传入构造函数中的字符串），从而影响性能。但我们可以通过这种语法来理解"函数是对象，函数名是指针"的概念。 作为值的函数 ECMAScript 中的函数名本身就是变量，所以函数也可以作为值来使用。也就是说，不仅可以像传递参数一样把一个函数传递给另一个函数，而且可以将一个函数作为另一个函数的结果返回。 function box(sumFunction, num) {return sumFunction(num); // someFunction}function sum(num) {return num + 10;}var result = box(sum, 10); // 传递函数到另一个函数里 函数内部属性 在函数内部，有两个特殊的对象：arguments 和 this。arguments 是一个类数组对象，包含着传入函数中的所有参数，主要用途是保存函数参数。但这个对象还有一个名叫 callee 的属性，该属性是一个指针，指向拥有这个 arguments 对象的函数。 function box(num) {if (num <= 1) {return 1;} else {return num box(num-1); // 一个简单的的递归} } 对于阶乘函数一般要用到递归算法，所以函数内部一定会调用自身；如果函数名不改变是没有问题的，但一旦改变函数名，内部的自身调用需要逐一修改。为了解决这个问题，我们可以使用 arguments.callee 来代替。 function box(num) {if (num <= 1) {return 1;} else {return num arguments.callee(num-1); // 使用 callee 来执行自身} } 函数内部另一个特殊对象是 this，其行为与 Java 和 C中的 this 大致相似。换句话说 ，this 引用的是函数据以执行操作的对象，或者说函数调用语句所处的那个作用域。当在全局作用域中调用函数时，this 对象引用的就是 window。 // 便于理解的改写例子window.color = '红色的'; // 全局的，或者 var color = '红色的';也行alert(this.color); // 打印全局的 colorvar box = {color : '蓝色的', // 局部的 colorsayColor : function () {alert(this.color); // 此时的 this 只能 box 里的 color} };box.sayColor(); // 打印局部的 coloralert(this.color); // 还是全局的// 引用教材的原版例子window.color = '红色的'; // 或者 var color = '红色的';也行var box = {color : '蓝色的'};function sayColor() {alert(this.color); // 这里第一次在外面，第二次在 box 里面}getColor();box.sayColor = sayColor; // 把函数复制到 box 对象里，成为了方法box.sayColor(); 函数属性和方法 ECMAScript 中的函数是对象，因此函数也有属性和方法。每个函数都包含两个属性 ：length 和 prototype。其中，length 属性表示函数希望接收的命名参数的个数。 function box(name, age) {alert(name + age);}alert(box.length); // 2 对于 prototype 属性，它是保存所有实例方法的真正所在，也就是原型。这个属性 ，我们将在面向对象一章详细介绍。而 prototype 下有两个方法：apply()和 call()，每个函数都包含这两个非继承而来的方法。这两个方法的用途都在特定的作用域中调用函数，实际上等于设置函数体内 this 对象的值。 function box(num1, num2) {return num1 + num2; // 原函数}function sayBox(num1, num2) {return box.apply(this, [num1, num2]); // this 表示作用域，这里是 window} // []表示 box 所需要的参数function sayBox2(num1, num2) {return box.apply(this, arguments); // arguments 对象表示 box 所需要的参数}alert(sayBox(10,10)); // 20alert(sayBox2(10,10)); // 20 call()方法于 apply()方法相同，他们的区别仅仅在于接收参数的方式不同。对于 call()方法而言，第一个参数是作用域，没有变化，变化只是其余的参数都是直接传递给函数的。 function box(num1, num2) {return num1 + num2;}function callBox(num1, num2) {return box.call(this, num1, num2); // 和 apply 区别在于后面的传参}alert(callBox(10,10)); 事实上，传递参数并不是 apply()和 call()方法真正的用武之地；它们经常使用的地方是能够扩展函数赖以运行的作用域。 var color = '红色的'; // 或者 window.color = '红色的';也行var box = {color : '蓝色的'};function sayColor() {alert(this.color);}sayColor(); // 作用域在 windowsayColor.call(this); // 作用域在 windowsayColor.call(window); // 作用域在 windowsayColor.call(box); // 作用域在 box，对象冒充 这个例子是之前作用域理解的例子修改而成，我们可以发现当我们使用 call(box)方法的时候，sayColor()方法的运行环境已经变成了 box 对象里了。 使用 call()或者 apply()来扩充作用域的最大好处，就是对象不需要与方法发生任何耦合关系（耦合，就是互相关联的意思，扩展和维护会发生连锁反应）。也就是说，box 对象和 sayColor()方法之间不会有多余的关联操作，比如 box.sayColor = sayColor;。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/gongxifacai_believe/article/details/108286196。 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。

...blog.csdn.net/m0_37337849/article/details/104016531。 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。 从开发人员到机器学习从业人员 14天 Python是应用机器学习发展最快的平台之一。 在本小课程中，您将发现如何在14天内使用Python入门，建立准确的模型以及自信地完成预测建模机器学习项目。 这是重要的职位。您可能要为其添加书签。 在我的新书中，通过16个循序渐进的教程，3个项目和完整的python代码，探索如何用熊猫准备数据，使用scikit-learn拟合和评估模型，以及更多内容。 让我们开始吧。 2016年10月更新：更新了sklearn v0.18的示例。 2018年2月更新：更新Python和库版本。 2018年3月更新：增加了备用链接以下载一些数据集，因为原始文件似乎已被删除。 2019年5月更新：修复了scikit-learn最新版本的警告消息。 Dave Young的 Python机器学习迷你课程 照片，保留一些权利。 迷你课程面向谁？ 在开始之前，请确保您在正确的位置。 下面的列表提供了有关本课程针对谁的一些一般指导。 如果您没有完全匹配这些点，请不要惊慌，您可能只需要在一个或另一个区域刷牙以跟上。 知道如何编写一些代码的开发人员。这意味着，一旦您了解基本语法，就可以选择像Python这样的新编程语言，这对您来说并不重要。这并不意味着您是一名向导编码员，而是可以毫不费力地遵循基本的类似于C的语言。 懂一点机器学习的开发人员。这意味着您了解机器学习的基础知识，例如交叉验证，一些算法和偏差方差折衷。这并不意味着您是机器学习博士，而是您知道地标或知道在哪里查找。 这门迷你课程既不是Python的教科书，也不是机器学习的教科书。 从一个懂一点机器学习的开发人员到一个可以使用Python生态系统获得结果的开发人员，Python生态系统是专业机器学习的新兴平台。 在Python机器学习方面需要帮助吗？ 参加我为期2周的免费电子邮件课程，发现数据准备，算法等（包括代码）。 单击立即注册，并获得该课程的免费PDF电子书版本。 立即开始免费的迷你课程！ 迷你课程概述 该微型课程分为14节课。 您可以每天完成一堂课（推荐），也可以在一天内完成所有课程（核心！）。这实际上取决于您有空的时间和您的热情水平。 以下是14个课程，可帮助您入门并提高使用Python进行机器学习的效率： 第1课：下载并安装Python和SciPy生态系统。 第2课：深入了解Python，NumPy，Matplotlib和Pandas。 第3课：从CSV加载数据。 第4课：了解具有描述性统计信息的数据。 第5课：通过可视化了解数据。 第6课：通过预处理数据准备建模。 第7课：使用重采样方法进行算法评估。 第8课：算法评估指标。 第9课：现场检查算法。 第10课：模型比较和选择。 第11课：通过算法调整提高准确性。 第12课：利用集合预测提高准确性。 第13课：完成并保存模型。 第14课：Hello World端到端项目。 每节课可能需要您60秒钟或最多30分钟。花点时间按照自己的进度完成课程。提出问题，甚至在以下评论中发布结果。 这些课程希望您能开始学习并做事。我会给您提示，但每节课的重点是迫使您学习从哪里寻求有关Python平台的帮助（提示，我直接在此博客上获得了所有答案，请使用搜索特征）。 在早期课程中，我确实提供了更多帮助，因为我希望您树立一些信心和惯性。 挂在那里，不要放弃！ 第1课：下载并安装Python和SciPy 您必须先访问平台才能开始使用Python进行机器学习。 今天的课程很简单，您必须在计算机上下载并安装Python 3.6平台。 访问Python主页并下载适用于您的操作系统（Linux，OS X或Windows）的Python。在计算机上安装Python。您可能需要使用特定于平台的软件包管理器，例如OS X上的macports或RedHat Linux上的yum。 您还需要安装SciPy平台和scikit-learn库。我建议使用与安装Python相同的方法。 您可以使用Anaconda一次安装所有内容（更加容易）。推荐给初学者。 通过在命令行中键入“ python”来首次启动Python。 使用以下代码检查所有您需要的版本： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Python version import sys print('Python: {}'.format(sys.version)) scipy import scipy print('scipy: {}'.format(scipy.__version__)) numpy import numpy print('numpy: {}'.format(numpy.__version__)) matplotlib import matplotlib print('matplotlib: {}'.format(matplotlib.__version__)) pandas import pandas print('pandas: {}'.format(pandas.__version__)) scikit-learn import sklearn print('sklearn: {}'.format(sklearn.__version__)) 如果有任何错误，请停止。现在该修复它们了。 需要帮忙？请参阅本教程： 如何使用Anaconda设置用于机器学习和深度学习的Python环境 第2课：深入了解Python，NumPy，Matplotlib和Pandas。 您需要能够读写基本的Python脚本。 作为开发人员，您可以很快选择新的编程语言。Python区分大小写，使用哈希（＃）进行注释，并使用空格指示代码块（空格很重要）。 今天的任务是在Python交互环境中练习Python编程语言的基本语法和重要的SciPy数据结构。 练习作业，在Python中使用列表和流程控制。 练习使用NumPy数组。 练习在Matplotlib中创建简单图。 练习使用Pandas Series和DataFrames。 例如，以下是创建Pandas DataFrame的简单示例。 1 2 3 4 5 6 7 8 dataframe import numpy import pandas myarray = numpy.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) rownames = ['a', 'b'] colnames = ['one', 'two', 'three'] mydataframe = pandas.DataFrame(myarray, index=rownames, columns=colnames) print(mydataframe) 第3课：从CSV加载数据 机器学习算法需要数据。您可以从CSV文件加载自己的数据，但是当您开始使用Python进行机器学习时，应该在标准机器学习数据集上进行练习。 今天课程的任务是让您轻松地将数据加载到Python中并查找和加载标准的机器学习数据集。 您可以在UCI机器学习存储库上下载和练习许多CSV格式的出色标准机器学习数据集。 练习使用标准库中的CSV.reader（）将CSV文件加载到Python 中。 练习使用NumPy和numpy.loadtxt（）函数加载CSV文件。 练习使用Pandas和pandas.read_csv（）函数加载CSV文件。 为了让您入门，下面是一个片段，该片段将直接从UCI机器学习存储库中使用Pandas来加载Pima Indians糖尿病数据集。 1 2 3 4 5 6 Load CSV using Pandas from URL import pandas url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) print(data.shape) 到现在为止做得很好！等一下 到目前为止有什么问题吗？在评论中提问。 第4课：使用描述性统计数据理解数据 将数据加载到Python之后，您需要能够理解它。 您越了解数据，可以构建的模型就越精确。了解数据的第一步是使用描述性统计数据。 今天，您的课程是学习如何使用描述性统计信息来理解您的数据。我建议使用Pandas DataFrame上提供的帮助程序功能。 使用head（）函数了解您的数据以查看前几行。 使用shape属性查看数据的维度。 使用dtypes属性查看每个属性的数据类型。 使用describe（）函数查看数据的分布。 使用corr（）函数计算变量之间的成对相关性。 以下示例加载了皮马印第安人糖尿病发病数据集，并总结了每个属性的分布。 1 2 3 4 5 6 7 Statistical Summary import pandas url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) description = data.describe() print(description) 试试看！ 第5课：通过可视化了解数据 从昨天的课程继续，您必须花一些时间更好地了解您的数据。 增进对数据理解的第二种方法是使用数据可视化技术（例如，绘图）。 今天，您的课程是学习如何在Python中使用绘图来单独理解属性及其相互作用。再次，我建议使用Pandas DataFrame上提供的帮助程序功能。 使用hist（）函数创建每个属性的直方图。 使用plot（kind ='box'）函数创建每个属性的箱须图。 使用pandas.scatter_matrix（）函数创建所有属性的成对散点图。 例如，下面的代码片段将加载糖尿病数据集并创建数据集的散点图矩阵。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Scatter Plot Matrix import matplotlib.pyplot as plt import pandas from pandas.plotting import scatter_matrix url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) scatter_matrix(data) plt.show() 样本散点图矩阵 第6课：通过预处理数据准备建模 您的原始数据可能未设置为最佳建模形式。 有时您需要对数据进行预处理，以便最好地将问题的固有结构呈现给建模算法。在今天的课程中，您将使用scikit-learn提供的预处理功能。 scikit-learn库提供了两个用于转换数据的标准习语。每种变换在不同的情况下都非常有用：拟合和多重变换以及组合的拟合与变换。 您可以使用多种技术来准备数据以进行建模。例如，尝试以下一些方法 使用比例和中心选项将数值数据标准化（例如，平均值为0，标准偏差为1）。 使用范围选项将数值数据标准化（例如，范围为0-1）。 探索更高级的功能工程，例如Binarizing。 例如，下面的代码段加载了Pima Indians糖尿病发病数据集，计算了标准化数据所需的参数，然后创建了输入数据的标准化副本。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Standardize data (0 mean, 1 stdev) from sklearn.preprocessing import StandardScaler import pandas import numpy url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = pandas.read_csv(url, names=names) array = dataframe.values separate array into input and output components X = array[:,0:8] Y = array[:,8] scaler = StandardScaler().fit(X) rescaledX = scaler.transform(X) summarize transformed data numpy.set_printoptions(precision=3) print(rescaledX[0:5,:]) 第7课：使用重采样方法进行算法评估 用于训练机器学习算法的数据集称为训练数据集。用于训练算法的数据集不能用于为您提供有关新数据的模型准确性的可靠估计。这是一个大问题，因为创建模型的整个思路是对新数据进行预测。 您可以使用称为重采样方法的统计方法将训练数据集划分为子集，一些方法用于训练模型，而另一些则被保留，并用于估计看不见的数据的模型准确性。 今天课程的目标是练习使用scikit-learn中可用的不同重采样方法，例如： 将数据集分为训练集和测试集。 使用k倍交叉验证来估计算法的准确性。 使用留一法交叉验证来估计算法的准确性。 下面的代码段使用scikit-learn通过10倍交叉验证来评估Pima Indians糖尿病发作的Logistic回归算法的准确性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Evaluate using Cross Validation from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = LogisticRegression(solver='liblinear') results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold) print("Accuracy: %.3f%% (%.3f%%)") % (results.mean()100.0, results.std()100.0) 您获得了什么精度？在评论中让我知道。 您是否意识到这是中间点？做得好！ 第8课：算法评估指标 您可以使用许多不同的指标来评估数据集上机器学习算法的技能。 您可以通过cross_validation.cross_val_score（）函数在scikit-learn中指定用于测试工具的度量，默认值可用于回归和分类问题。今天课程的目标是练习使用scikit-learn软件包中可用的不同算法性能指标。 在分类问题上练习使用“准确性”和“ LogLoss”度量。 练习生成混淆矩阵和分类报告。 在回归问题上练习使用RMSE和RSquared指标。 下面的代码段演示了根据Pima Indians糖尿病发病数据计算LogLoss指标。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Cross Validation Classification LogLoss from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = LogisticRegression(solver='liblinear') scoring = 'neg_log_loss' results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) print("Logloss: %.3f (%.3f)") % (results.mean(), results.std()) 您得到了什么日志损失？在评论中让我知道。 第9课：抽查算法 您可能无法事先知道哪种算法对您的数据效果最好。 您必须使用反复试验的过程来发现它。我称之为现场检查算法。scikit-learn库提供了许多机器学习算法和工具的接口，以比较这些算法的估计准确性。 在本课程中，您必须练习抽查不同的机器学习算法。 对数据集进行抽查线性算法（例如线性回归，逻辑回归和线性判别分析）。 抽查数据集上的一些非线性算法（例如KNN，SVM和CART）。 抽查数据集上一些复杂的集成算法（例如随机森林和随机梯度增强）。 例如，下面的代码片段对Boston House Price数据集上的K最近邻居算法进行了抽查。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 KNN Regression from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.neighbors import KNeighborsRegressor url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/housing.data" names = ['CRIM', 'ZN', 'INDUS', 'CHAS', 'NOX', 'RM', 'AGE', 'DIS', 'RAD', 'TAX', 'PTRATIO', 'B', 'LSTAT', 'MEDV'] dataframe = read_csv(url, delim_whitespace=True, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:13] Y = array[:,13] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = KNeighborsRegressor() scoring = 'neg_mean_squared_error' results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) print(results.mean()) 您得到的平方误差是什么意思？在评论中让我知道。 第10课：模型比较和选择 既然您知道了如何在数据集中检查机器学习算法，那么您需要知道如何比较不同算法的估计性能并选择最佳模型。 在今天的课程中，您将练习比较Python和scikit-learn中的机器学习算法的准确性。 在数据集上相互比较线性算法。 在数据集上相互比较非线性算法。 相互比较同一算法的不同配置。 创建比较算法的结果图。 下面的示例在皮马印第安人发病的糖尿病数据集中将Logistic回归和线性判别分析进行了比较。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Compare Algorithms from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression from sklearn.discriminant_analysis import LinearDiscriminantAnalysis load dataset url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] prepare models models = [] models.append(('LR', LogisticRegression(solver='liblinear'))) models.append(('LDA', LinearDiscriminantAnalysis())) evaluate each model in turn results = [] names = [] scoring = 'accuracy' for name, model in models: kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) cv_results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) results.append(cv_results) names.append(name) msg = "%s: %f (%f)" % (name, cv_results.mean(), cv_results.std()) print(msg) 哪种算法效果更好？你能做得更好吗？在评论中让我知道。 第11课：通过算法调整提高准确性 一旦找到一种或两种在数据集上表现良好的算法，您可能希望提高这些模型的性能。 提高算法性能的一种方法是将其参数调整为特定的数据集。 scikit-learn库提供了两种方法来搜索机器学习算法的参数组合。在今天的课程中，您的目标是练习每个。 使用您指定的网格搜索来调整算法的参数。 使用随机搜索调整算法的参数。 下面使用的代码段是一个示例，该示例使用网格搜索在Pima Indians糖尿病发病数据集上的Ridge回归算法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Grid Search for Algorithm Tuning from pandas import read_csv import numpy from sklearn.linear_model import Ridge from sklearn.model_selection import GridSearchCV url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] alphas = numpy.array([1,0.1,0.01,0.001,0.0001,0]) param_grid = dict(alpha=alphas) model = Ridge() grid = GridSearchCV(estimator=model, param_grid=param_grid, cv=3) grid.fit(X, Y) print(grid.best_score_) print(grid.best_estimator_.alpha) 哪些参数取得最佳效果？你能做得更好吗？在评论中让我知道。 第12课：利用集合预测提高准确性 您可以提高模型性能的另一种方法是组合来自多个模型的预测。 一些模型提供了内置的此功能，例如用于装袋的随机森林和用于增强的随机梯度增强。可以使用另一种称为投票的合奏将来自多个不同模型的预测组合在一起。 在今天的课程中，您将练习使用合奏方法。 使用随机森林和多余树木算法练习装袋。 使用梯度增强机和AdaBoost算法练习增强合奏。 通过将来自多个模型的预测组合在一起来练习投票合奏。 下面的代码段演示了如何在Pima Indians糖尿病发病数据集上使用随机森林算法（袋装决策树集合）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Random Forest Classification from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] num_trees = 100 max_features = 3 kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = RandomForestClassifier(n_estimators=num_trees, max_features=max_features) results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold) print(results.mean()) 你能设计出更好的合奏吗？在评论中让我知道。 第13课：完成并保存模型 找到有关机器学习问题的良好模型后，您需要完成该模型。 在今天的课程中，您将练习与完成模型有关的任务。 练习使用模型对新数据（在训练和测试过程中看不到的数据）进行预测。 练习将经过训练的模型保存到文件中，然后再次加载。 例如，下面的代码片段显示了如何创建Logistic回归模型，将其保存到文件中，之后再加载它以及对看不见的数据进行预测。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Save Model Using Pickle from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.linear_model import LogisticRegression import pickle url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] test_size = 0.33 seed = 7 X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split(X, Y, test_size=test_size, random_state=seed) Fit the model on 33% model = LogisticRegression(solver='liblinear') model.fit(X_train, Y_train) save the model to disk filename = 'finalized_model.sav' pickle.dump(model, open(filename, 'wb')) some time later... load the model from disk loaded_model = pickle.load(open(filename, 'rb')) result = loaded_model.score(X_test, Y_test) print(result) 第14课：Hello World端到端项目 您现在知道如何完成预测建模机器学习问题的每个任务。 在今天的课程中，您需要练习将各个部分组合在一起，并通过端到端的标准机器学习数据集进行操作。 端到端遍历虹膜数据集（机器学习的世界） 这包括以下步骤： 使用描述性统计数据和可视化了解您的数据。 预处理数据以最好地揭示问题的结构。 使用您自己的测试工具抽查多种算法。 使用算法参数调整来改善结果。 使用集成方法改善结果。 最终确定模型以备将来使用。 慢慢进行，并记录结果。 您使用什么型号？您得到了什么结果？在评论中让我知道。 结束！ （看你走了多远） 你做到了。做得好！ 花一点时间，回头看看你已经走了多远。 您最初对机器学习感兴趣，并强烈希望能够使用Python练习和应用机器学习。 您可能是第一次下载，安装并启动Python，并开始熟悉该语言的语法。 在许多课程中，您逐渐地，稳定地学习了预测建模机器学习项目的标准任务如何映射到Python平台上。 基于常见机器学习任务的配方，您使用Python端到端解决了第一个机器学习问题。 使用标准模板，您所收集的食谱和经验现在可以自行解决新的和不同的预测建模机器学习问题。 不要轻描淡写，您在短时间内就取得了长足的进步。 这只是您使用Python进行机器学习的起点。继续练习和发展自己的技能。 喜欢点下关注，你的关注是我写作的最大支持 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_37337849/article/details/104016531。 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。