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...k是一个强大的大数据处理框架，以其高性能、容错性和易用性闻名于世。在Spark这个大家伙里，RDD（也就是那个超级耐用的分布式数据集）可是扮演着核心角色的大咖。而Partitioner呢，就像是决定这个大咖如何在集群这群小弟之间排兵布阵、分配任务的关键指挥官，它的存在直接决定了RDD数据在集群上的分布布局。一般情况下，Spark会按照键值对的哈希值自动进行分区分配，不过呢，这并不是每次都能满足咱们所有的要求。本文将带您深入了解Spark中的Partitioner机制，并演示如何实现一个自定义的Partitioner。 二、Spark Partitioner基础 首先，我们需要明白Partitioner的基本工作原理。当创建一个新的RDD时，我们可以指定一个Partitioner来决定RDD的各个分区是如何划分的。一般来说，Spark默认会选择Hash分区器这个小家伙来干活儿，它会把输入的那些键值对，按照一个哈希函数算出来的结果，给分门别类地安排到不同的分区里去。例如： scala val data = Array(("key1", 1), ("key2", 2), ("key3", 3)) val rdd = spark.sparkContext.parallelize(data).partitionBy(2, new HashPartitioner(2)) 在这个例子中，我们将数据集划分为2个分区，HashPartitioner(2)表示我们将利用一个取模为2的哈希函数来确定键值对应被分配到哪个分区。 三、自定义Partitioner实现 然而，当我们需要更精细地控制数据分布或者基于某种特定逻辑进行分区时，就需要实现自定义Partitioner。以下是一个简单的自定义Partitioner示例，该Partitioner将根据整数值将其对应的键值对均匀地分布在3个分区中： scala class CustomPartitioner extends Partitioner { override def numPartitions: Int = 3 override def getPartition(key: Any): Int = { key match { case _: Int => (key.toInt % numPartitions) // 假设key是个整数，取余操作确保均匀分布 case _ => throw new IllegalArgumentException(s"Key must be an integer for CustomPartitioner") } } override def isGlobalPartition(index: Int): Boolean = false } val customData = Array((1, "value1"), (2, "value2"), (3, "value3"), (4, "value4")) val customRdd = spark.sparkContext.parallelize(customData).partitionBy(3, new CustomPartitioner) 四、应用与优化 自定义Partitioner的应用场景非常广泛。比如，当我们做关联查询这事儿的时候，就像两个大表格要相互配对找信息一样，如果找到这两表格在某一列上有紧密的联系，那咱们就可以利用这个“共同点”来定制分区方案。这样一来，关联查询就像分成了很多小任务，在特定的机器上并行处理，大大加快了配对的速度，提升整体性能。 此外，还可以根据业务需求动态调整分区数量。当数据量蹭蹭往上涨的时候，咱们可以灵活调整Partitioner这个家伙的numPartitions属性，让它帮忙重新分配一下数据，确保所有任务都能“雨露均沾”，避免出现谁干得多、谁干得少的情况，保持大家的工作量均衡。 五、结论 总之，理解和掌握Spark中的Partitioner设计模式是高效利用Spark的重要环节。自定义Partitioner这个功能，那可是超级灵活的家伙，它让我们能够根据实际场景的需要，亲手安排数据分布，确保每个数据都落脚到最合适的位置。这样一来，不仅能让处理速度嗖嗖提升，还能让任务表现得更加出色，就像给机器装上了智能导航，让数据处理的旅程更加高效顺畅。希望通过这篇接地气的文章，您能像老司机一样熟练掌握Spark的Partitioner功能，从而更上一层楼，把Spark在大数据处理领域的威力发挥得淋漓尽致。

...编写效率。 例如，在处理大量文本数据时，我们可能需要根据变量动态生成报告内容。传统的format方法虽能满足需求，但使用f-string可以更直观地看到最终输出效果，如name = "Alice"; age = 25; print(f"Hello, {name}, you are {age} years old.")。此外，对于多语言支持、国际化场景，Python自带的gettext模块结合字符串操作能够实现灵活的本地化翻译功能。 另外，字符串操作在Web开发领域同样至关重要，比如在构建URL、处理HTTP请求头或解析JSON数据时，常常会运用到切片、拼接、替换等操作。近期Django框架发布的更新中，就优化了对复杂字符串模板的处理机制，开发者能更方便地利用Python内置的字符串函数进行前后端交互。 同时，在网络安全和密码学领域，字符串操作也发挥着关键作用，如哈希加密、Base64编码解码等都需要对字符串进行特殊处理。最新研究指出，通过合理运用Python字符串函数，可在保证安全性的前提下提升数据传输和存储的效率。 总的来说，掌握Python字符串操作不仅有助于日常编程任务，还能紧跟技术发展趋势，应对不同领域的挑战，从而提升项目质量和开发效率。持续关注Python社区的最新进展和最佳实践，将帮助开发者更好地驾驭这一强大的编程工具。

...影响与对策 在大数据处理领域，Apache Spark以其高效、易用的特点广受青睐。嘿，你知道吗？当我们用Spark在YARN集群模式上跑任务的时候，有时候会遇到个挺让人头疼的小插曲。就是那个Executor进程，它会被YARN ResourceManager这个家伙给提前“咔嚓”掉，真是让人有点小郁闷呢！这篇文章，咱们要深入地“扒一扒”这个现象背后的真正原因，琢磨琢磨它对咱做作业的影响有多大，并且还会分享一些超实用的应对小妙招~ 1. 现象描述 在Spark应用运行过程中，YARN ResourceManager作为集群资源的管理者，可能会出现异常终止某个或多个Executor进程的情况。此时，您可能会在日志中看到类似“Container killed by YARN for exceeding memory limits”这样的错误提示。这就意味着，由于某些状况，ResourceManager觉着你的Executor吃掉的资源有点超出了给它的额度限制，所以呢，它就决定出手，采取了强制关闭这招来应对。 2. 原因分析 2.1 资源超限 最常见的原因是Executor占用的内存超出预设限制。例如，当我们的Spark应用程序进行大规模数据处理或者计算密集型任务时，如果未合理设置executor-memory参数，可能会导致内存溢出： scala val conf = new SparkConf() .setAppName("MyApp") .setMaster("yarn") .set("spark.executor.memory", "4g") // 如果实际需求大于4G，则可能出现问题 val sc = new SparkContext(conf) 2.2 心跳丢失 另一种可能是Executor与ResourceManager之间的心跳信号中断，导致ResourceManager误判Executor已经失效并将其杀掉。这可能与网络状况、系统负载等因素有关。 2.3 其他因素 此外，还有诸如垃圾回收(GC)频繁，长时间阻塞等其他情况，都可能导致Executor表现异常，进而被YARN ResourceManager提前结束。 3. 影响与后果 当Executor被提前杀死时，不仅会影响正在进行的任务，造成任务失败或重启，还会降低整个作业的执行效率。比如，如果你老是让任务重试，这就相当于在延迟上添砖加瓦。再者，要是Executor频繁地启动、关闭，这无疑就是在额外开销上雪上加霜啊。 4. 应对策略 4.1 合理配置资源 根据实际业务需求，合理设置Executor的内存、CPU核心数等参数，避免资源过载： scala conf.set("spark.executor.memory", "8g") // 根据实际情况调整 conf.set("spark.executor.cores", "4") // 同理 4.2 监控与调优 通过监控工具密切关注Executor的运行状态，包括内存使用情况、GC频率等，及时进行调优。例如，可以通过调节spark.memory.fraction和spark.memory.storageFraction来优化内存管理策略。 4.3 网络与稳定性优化 确保集群网络稳定，避免因为网络抖动导致的心跳丢失问题。对于那些需要长时间跑的任务，咱们可以琢磨琢磨采用更为结实牢靠的消息处理机制，这样一来，就能有效避免因为心跳问题引发的误操作，让任务运行更稳当、更皮实。 5. 总结与思考 面对Spark Executor在YARN上被提前杀死的问题，我们需要从源头入手，深入理解问题背后的原理，结合实际应用场景细致调整资源配置，并辅以严谨的监控与调优手段。这样不仅能一举摆脱当前的困境，还能让Spark应用在复杂环境下的表现更上一层楼，既稳如磐石又快如闪电。在整个探索和解决问题的过程中，我们的人类智慧和技术实践得到了充分融合，这也正是技术的魅力所在！

...count' of undefined”的错误，因为this.state在未初始化时是undefined。 3. 深入理解 React中的状态生命周期 这个错误背后的根源在于React组件的状态生命周期。在组件实例化阶段，我们需要明确地初始化所有需要的状态。只有在初始化之后，状态对象（即this.state）才能被正确引用。在刚才举的例子里面，我们犯了个小马虎，在构建构造函数的时候居然忘记给count初始化了。这样一来，在渲染阶段，你瞧，“this.state.count”这小子就自然而然地找不着影儿了。 4. 解决方案 初始化状态 要解决这个问题，我们只需在组件的构造函数中初始化状态： jsx constructor(props) { super(props); this.state = { count: 0 }; // 初始化状态count为0 } 现在，当组件第一次渲染时，this.state.count已经存在且有初始值，因此不会出现访问未定义属性的错误。 5. 避免踩坑 安全访问状态属性 尽管我们知道了如何避免这类错误，但在实际开发中，我们仍可能面临某些状态可能延迟加载或者异步获取的情况。这时，可以使用条件渲染或者默认值来保证安全性： jsx render() { const count = this.state ? this.state.count : 'loading...'; // 提供默认值或占位符 return ( 当前计数：{count} {/ 其他逻辑... /} ); } 以上示例中，我们在渲染count之前先检查this.state是否存在，如果状态还未初始化，则展示"loading..."作为占位信息。 6. 结语 在ReactJS开发过程中，理解和妥善管理组件的状态是至关重要的。当你在渲染的时候，不小心碰到了一个还没初始化的状态属性，这可不只是会引发运行时错误那么简单，还会让用户体验大打折扣呢。就像是你在做菜时，本该放盐的步骤却忘记放了，不仅会让整道菜味道出问题，还可能让品尝的人皱眉头，对吧？你知道吗，为了让咱们的React应用跑得既稳又快，有个小窍门。首先，给它来个恰到好处的初始化状态，接着灵活运用条件渲染这个小魔法，再精心设计一下数据流的流向，这样一来，就能巧妙地绕开那些烦人的问题，让咱的应用健健康康、高效运作起来。这就是编程让人着迷的地方，就像是在玩一场永不停歇的解谜游戏，每一个小问题的攻克，都是我们对技术的一次深度探索和亲密接触。在这个不断挑战、不断解决bug的过程中，咱们不仅逐渐揭开技术的神秘面纱，更是实实在在地锻炼出了编写出牛逼哄哄、高质量代码的硬功夫。

...态。这个状态是一个整数值，通常0表示命令成功执行，非零值则代表出现了错误或异常情况。在Shell脚本编程中，通过特殊变量$?可以获取上一条命令的退出状态，根据这个状态码，程序员可以编写条件判断语句以进行相应的错误处理。 信号（Signal） , 在操作系统层面，信号是一种进程间通信机制，用于通知进程发生了某种事件。在Shell脚本中，可以通过trap命令捕获特定的信号，如当脚本发生错误时产生的ERR信号。一旦接收到预设的信号，就会触发预先定义好的命令序列，例如进行资源清理、日志记录等操作，以实现对错误的及时响应和处理。 嵌套脚本（Nested Script） , 嵌套脚本是指在一个Shell脚本内部调用另一个Shell脚本或函数的情况。在复杂Shell脚本编写过程中，这种结构非常常见，它有助于模块化代码并提高可维护性。然而，在嵌套结构中，子脚本或函数运行时发生的错误需要正确地向父脚本传播，并在父脚本层面上得到妥善处理，否则可能会导致整个程序逻辑混乱或者资源未被正确释放的问题。为了确保这一点，可以通过检查子脚本或函数执行后的退出状态（即使用$?变量），并在必要时返回非零状态码，从而实现错误信息的有效传递和处理。

...CSS、图片等）进行处理、转换和打包，最终生成优化过的静态资源。在Node.js环境中运行，它通过Loader机制解析和转换不同类型的文件，并通过Plugin扩展其功能，支持代码分割、懒加载等功能，以提高应用的加载速度和运行效率。 HappyPack , HappyPack是针对Webpack的一个插件，主要目的是解决Webpack单线程模型带来的构建性能瓶颈问题。它通过创建多个子进程并发执行任务，使得Webpack能够在多核CPU环境下并行处理模块编译，从而显著提升构建速度。在Webpack配置中，开发者可以定义不同的HappyPack实例来处理特定类型的文件，并通过共享进程池来管理子进程资源，以实现更高效的构建过程。 多核 CPU , 多核CPU指的是在一个处理器芯片上集成了两个或更多独立计算内核的中央处理器。每个内核都可以同时执行指令，能够并行处理多个任务，提升了计算机系统的整体运算能力。在前端开发场景下，由于JavaScript语言本身为单线程模型，因此在处理大量文件构建时无法充分利用多核CPU的优势。而借助于HappyPack这类工具，可以将任务分解到多个子进程中并发执行，从而发挥多核CPU的性能潜力，提高构建速度。 Loader , 在Webpack中，Loader是一个转换器，负责对不同类型资源文件进行预处理或转换工作。例如，Babel Loader可以将ES6+的语法转换为浏览器兼容的ES5语法，Style Loader和CSS Loader则可以处理CSS样式文件。Loader通常按照一定的链式规则配置，在Webpack处理过程中逐个执行，确保所有资源都能被正确识别和处理后，再整合到最终的bundle中。 ThreadPool（线程池） , 在HappyPack中提到的ThreadPool（线程池）是一种多线程编程中的资源管理手段，用于高效地管理和复用系统中的线程资源。HappyPack通过创建一个线程池，允许多个HappyPack实例共享这些子进程去处理Webpack构建中的任务，避免频繁创建销毁线程造成的开销，同时也防止了因大量并发导致的系统资源过度消耗。在Webpack构建场景中，ThreadPool让多个任务可以在多个子进程中并发执行，有效提高了构建效率。

...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。

...数对于涉及排序、哈希运算等复杂查询至关重要。如果设置得太低，可能会导致无法在内存中完成全部计算，从而生成大量临时文件到磁盘上，进一步降低数据库处理速度。适当增大work_mem可以提升这类查询的执行效率，但同时也要考虑服务器的整体内存容量和并发查询需求。 max_connections , max_connections是PostgreSQL配置中的一个限制参数，用于设定数据库能够同时接受的最大客户端连接数。当超过这个数值的连接请求到达时，除非有现有连接关闭，否则新的连接将被拒绝。配置不当（如设置过高而不顾服务器硬件的实际承载能力）可能会导致系统资源耗尽，使得数据库服务无法响应新的请求，进而引发服务不稳定甚至崩溃的情况。因此，合理设置max_connections值是保证数据库高并发访问性能与稳定性的重要环节。

...同类型的变量进行算术运算或者比较时。嘿，兄弟！这篇好货绝对能让你彻底搞懂这个概念，我们不光是讲大道理，还拿实际例子和代码来操练，就像你跟老朋友聊天一样，一步步从懵逼状态升级到驾轻就熟，轻松搞定！ 1. 理解基础 类型不匹配是什么？ 在C++中，类型不匹配指的是在尝试执行一个操作（如加法、减法、比较等）时，参与操作的变量没有相同的类型。这会导致编译器报错，指出类型不一致，因为你不能直接将不同类型的值相加、相减或比较它们的大小。 2. 实例一 简单的类型错误 让我们从一个简单的例子开始： cpp include int main() { int a = 5; float b = 3.14; std::cout << "a + b = " << a + b << std::endl; // 这里会出错 return 0; } 当你运行这段代码时，编译器会报告类型不匹配的错误，因为int类型和float类型不能直接相加。 3. 解决方案 类型转换 为了解决类型不匹配的问题，你可以使用C++提供的类型转换功能。最常见的是static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, 和 const_cast。 示例二：使用类型转换 cpp include int main() { int a = 5; float b = 3.14; float result = static_cast(a) + b; // 首先将整型转换为浮点型 std::cout << "a + b = " << result << std::endl; return 0; } 通过static_cast(a)，我们将整型a转换为浮点型，然后与b相加，避免了类型不匹配的错误。 4. 深入探讨 类型安全与兼容性 类型转换不仅解决了问题，还涉及到了程序的类型安全性和兼容性。哎呀，兄弟，用对了类型转换，你的代码就像变魔术一样灵活，能适应各种场合，可是一不小心用多了，就像在厨房里放太多调料，味道可能就怪怪的，还可能影响速度，甚至有时候你都发现不了问题出在哪。所以啊，用类型转换得有个度，不能太贪心，适量就好！ 5. 实例三 类型转换与函数参数 考虑这样一个场景，你需要将不同的类型作为函数的参数传递，而这些类型之间可能存在转换的需求： cpp include template auto add(T a, U b) -> decltype(a + b) { return a + b; } int main() { int a = 5; float b = 3.14; auto result = add(a, b); std::cout << "a + b = " << result << std::endl; return 0; } 这里我们定义了一个模板函数add，它可以接受任意类型的参数，并且通过decltype确保了返回类型的一致性，即使输入类型不同。 6. 结论 从困惑到精通 通过以上的示例和讨论，我们可以看到类型不匹配在C++编程中的常见性和解决方法。哎呀，这事儿关键啊，就是得搞懂不同类型的转换规则，还有怎么在编程的时候机智地用上类型转换，这样子才能避免踩坑！就像是在玩变形金刚的游戏，知道怎么变形成不同的形态，才能在战斗中游刃有余，对吧？所以，这事儿可得仔细琢磨，别让小错误给你整得满头大汗的。随着实践的增多，你会逐渐习惯于处理这类问题，从而在编程过程中更加游刃有余。 编程是一门艺术，也是一门需要不断学习和实践的技能。哎呀，遇到C++这种语言的类型不匹配问题了？别急，咱得有点好奇心，敢想敢干才行！就像在探险一样，每次遇到难题都是新发现的机会。别怕动手尝试，多实践几次，你会发现，驾驭这门强大的语言其实挺有趣的。就像解开一个又一个谜题，每一次成功都让你成就感满满。别忘了，创作精彩代码，就跟做艺术品一样，需要点想象力和创意。加油，你肯定能做出让人眼前一亮的作品！

...示它肚子里存储的具体数值，它们更像是电影里的无名英雄，在幕后悄无声息地给数据库引擎当导航，让引擎能以迅雷不及掩耳之势找到我们需要的记录。不过呢，只要咱们能搞明白索引是怎么工作的，再掌握好创建和使用它的正确姿势，就完全能够在查询数据的时候，让速度嗖嗖的，达到最理想的性能表现。接下来，我们将一起深入探讨PostgreSQL中索引的创建过程，并通过一系列生动的例子来揭示这一“魔法”的运作机制。 1. 理解索引的核心概念 首先，我们要明确一点，索引并不是为了直接显示数据而存在，而是提高数据查询效率的一种数据结构。想象一下，当你在一本按字母顺序排列的词典中查找词汇时，索引就如同那目录页，让你迅速找到目标单词所在的页面。在PostgreSQL中，最常见的索引类型是B树索引，它能高效地支持范围查询和等值查询。 sql -- 创建一个简单的B树索引示例 CREATE INDEX idx_employee_name ON employees (first_name, last_name); 上述代码会在employees表的first_name和last_name列上创建一个多字段B树索引，这样当我们查找特定员工姓名时，数据库能够快速定位到相关记录。 2. 索引的可视化与验证 虽然索引自身并不直接显示数据，但我们可以通过查询系统表来查看索引信息，间接了解其内容和作用效果。例如： sql -- 查看已创建的索引详情 SELECT FROM pg_indexes WHERE tablename = 'employees'; -- 或者查看索引大小和统计信息 ANALYZE idx_employee_name; 这些操作有助于我们评估索引的有效性和利用率，而不是直接看到索引存储的具体值。 3. 表达式索引的妙用 有时，我们可能需要基于某个计算表达式的值来建立索引，这就是所谓的“表达式索引”。这就像是你整理音乐播放列表，把歌曲按照时长从小到大或者从大到小排个队。虽然实际上你的手机或电脑里存的是每首歌的名字和文件地址，但为了让它们按照时长排列整齐，系统其实是在根据每首歌的时长给它们编了个索引号。 sql -- 创建一个基于年龄（假设从出生日期计算）的表达式索引 CREATE INDEX idx_employee_age ON employees ((EXTRACT(YEAR FROM age(birth_date)))); 此索引将根据员工的出生日期计算出他们的年龄并据此排序，对于按年龄筛选查询特别有用。 4. 并发创建索引与生产环境考量 在大型应用或繁忙的生产环境中，创建索引可能会对业务造成影响。幸运的是，PostgreSQL允许并发创建索引，以尽量减少对读写操作的影响： sql -- 使用CONCURRENTLY关键字创建索引，降低阻塞 CREATE INDEX CONCURRENTLY idx_employee_salary ON employees (salary); 这段代码会创建一个与现有业务并发运行的索引构建任务，使得其他查询可以继续执行，而不必等待索引完成。 结语 虽然我们无法直接通过索引来“显示”数据，但通过合理创建和利用索引，我们可以显著提升数据库系统的响应速度，从而为用户提供更好的体验。在PostgreSQL的世界里，捣鼓索引的学问，就像是在破解一个数据库优化的神秘谜团。每一个我们用心打造的索引，都像是朝着高性能数据库架构迈进的一块积木，虽然小，但却至关重要，步步为赢。每一次实践，都伴随着我们的思考与理解，让我们愈发深刻体会到数据库底层逻辑的魅力所在。下次当你面对庞大的数据集时，别忘了这个无声无息却无比强大的工具——索引，它正静候你的指令，随时准备为你提供闪电般的查询速度。

...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。

...要侦听的对象以及一个处理对象，可以称之为 handler； const p = new Proxy(target, handler) 其次，我们之后的操作都是直接对 Proxy 的操作，而不是原有的对象，因为我们需要在 handler 里面进行侦听 const obj = {name: 'why',age: 18}const objProxy = new Proxy(obj, {// 获取值时的捕获器get: function (target, key) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被访问了)return target[key]},// 设置值时的捕获器set: function (target, key, newValue) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被设置值)target[key] = newValue} })console.log(objProxy.name)console.log(objProxy.age)objProxy.name = 'kobe'objProxy.age = 30console.log(obj.name)console.log(obj.age)/ 监听到obj对象的name属性被访问了why监听到obj对象的age属性被访问了18监听到obj对象的name属性被设置值监听到obj对象的age属性被设置值kobe30/ 2.1 Proxy 的 set 和 get 捕获器 如果我们想要侦听某些具体的操作，那么就可以在 handler 中添加对应的捕捉器（Trap） set 和 get 分别对应的是函数类型 set 函数有四个参数： target：目标对象（侦听的对象） property：将被设置的属性 key value：新属性值 receiver：调用的代理对象 get 函数有三个参数 target：目标对象（侦听的对象） property：被获取的属性 key receiver：调用的代理对象 2.2 Proxy 所有捕获器 (13个) handler.getPrototypeOf() Object.getPrototypeOf 方法的捕捉器 handler.setPrototypeOf() Object.setPrototypeOf 方法的捕捉器 handler.isExtensible() Object.isExtensible 方法的捕捉器 handler.preventExtensions() Object.preventExtensions 方法的捕捉器 handler.getOwnPropertyDescriptor() Object.getOwnPropertyDescriptor 方法的捕捉器 handler.defineProperty() Object.defineProperty 方法的捕捉器 handler.ownKeys() Object.getOwnPropertyNames 方法和 Object.getOwnPropertySymbols 方法的捕捉器 handler.has() in 操作符的捕捉器 handler.get() 属性读取操作的捕捉器 handler.set() 属性设置操作的捕捉器 handler.deleteProperty() delete 操作符的捕捉器 handler.apply() 函数调用操作的捕捉器 handler.construct() new 操作符的捕捉器 const obj = {name: 'why',age: 18}const objProxy = new Proxy(obj, {// 获取值时的捕获器get: function (target, key) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被访问了)return target[key]},// 设置值时的捕获器set: function (target, key, newValue) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被设置值)target[key] = newValue},// 监听 in 的捕获器has: function (target, key) {console.log(监听到obj对象的${key}属性的in操作)return key in target},// 监听 delete 的捕获器deleteProperty: function (target, key) {console.log(监听到obj对象的${key}属性的delete操作)delete target[key]} })// in 操作符console.log('name' in objProxy)// delete 操作delete objProxy.name/ 监听到obj对象的name属性的in操作true监听到obj对象的name属性的delete操作/ 2.3 Proxy 的 construct 和 apply 到捕捉器中还有 construct 和 apply，它们是应用于函数对象的 function foo() {console.log('调用了 foo')}const fooProxy = new Proxy(foo, {apply: function (target, thisArg, argArray) {console.log(对 foo 函数进行了 apply 调用)target.apply(thisArg, argArray)},construct: function (target, argArray, newTarget) {console.log(对 foo 函数进行了 new 调用)return new target(...argArray)} })fooProxy.apply({}, ['abc', 'cba'])new fooProxy('abc', 'cba')/ 对 foo 函数进行了 apply 调用调用了 foo对 foo 函数进行了 new 调用调用了 foo/ 3. Reflect 3.1 Reflect 的作用 Reflect 也是 ES6 新增的一个 API，它是一个对象，字面的意思是反射 Reflect 的作用： 它主要提供了很多操作 JavaScript 对象的方法，有点像 Object 中操作对象的方法 比如 Reflect.getPrototypeOf(target) 类似于 Object.getPrototypeOf() 比如 Reflect.defineProperty(target, propertyKey, attributes) 类似于 Object.defineProperty() 如果我们有 Object 可以做这些操作，那么为什么还需要有Reflect这样的新增对象呢？ 这是因为在早期的 ECMA 规范中没有考虑到这种对 对象本身 的操作如何设计会更加规范，所以将这些 API 放到了 Object上面 但是 Object 作为一个构造函数，这些操作实际上放到它身上并不合适 另外还包含一些类似于 in、delete 操作符，让 JS 看起来是会有一些奇怪的 所以在 ES6 中新增了 Reflect，让我们这些操作都集中到了 Reflect 对象上 那么 Object 和 Reflect 对象之间的 API 关系，可以参考 MDN 文档： 比较 Reflect 和 Object 方法 3.2 Reflect 的常见方法 Reflect中有哪些常见的方法呢？它和Proxy是一一对应的，也是13个 Reflect.getPrototypeOf(target) 类似于 Object.getPrototypeOf() Reflect.setPrototypeOf(target, prototype) 设置对象原型的函数. 返回一个 Boolean， 如果更新成功，则返回 true Reflect.isExtensible(target) 类似于 Object.isExtensible() Reflect.preventExtensions(target) 类似于 Object.preventExtensions() , 返回一个 Boolean Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target, propertyKey) 类似于 Object.getOwnPropertyDescriptor() , 如果对象中存在该属性，则返回对应的属性描述符, 否则返回 undefined Reflect.defineProperty(target, propertyKey, attributes) 和 Object.defineProperty() 类似, 如果设置成功就会返回 true Reflect.ownKeys(target) 返回一个包含所有自身属性（不包含继承属性）的数组 （类似于 Object.keys(), 但不会受 enumerable 影响） Reflect.has(target, propertyKey) 判断一个对象是否存在某个属性，和 in 运算符 的功能完全相同 Reflect.get(target, propertyKey[, receiver]) 获取对象身上某个属性的值，类似于 target[name] Reflect.set(target, propertyKey, value[, receiver]) 将值分配给属性的函数，返回一个 Boolean，如果更新成功，则返回 true Reflect.deleteProperty(target, propertyKey) 作为函数的 delete 操作符，相当于执行 delete target[name] Reflect.apply(target, thisArgument, argumentsList) 对一个函数进行调用操作，同时可以传入一个数组作为调用参数。和 Function.prototype.apply() 功能类似 Reflect.construct(target, argumentsList[, newTarget]) 对构造函数进行 new 操作，相当于执行 new target(...args) 3.3 Reflect 的使用 那么我们可以将之前Proxy案例中对原对象的操作，都修改为Reflect来操作 const obj = {name: 'why',age: 18}const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被访问了)return Reflect.get(target, key)// return target[key] // 对原来对象进行了直接操作},set: function (target, key, newValue) {console.log(监听到obj对象的${key}属性被设置值)Reflect.set(target, key, newValue)// target[key] = newValue // 对原来对象进行了直接操作} })objProxy.name = 'kobe'console.log(objProxy.name)/ 监听到obj对象的name属性被设置值监听到obj对象的name属性被访问了kobe/ 3.4 Receiver的作用 我们发现在使用getter、setter的时候有一个receiver的参数，它的作用是什么呢？ 如果我们的源对象（obj）有 setter 、getter 的访问器属性，那么可以通过 receiver 来改变里面的 this const obj = {_name: 'why',get name() {return this._name // 不使用receiver, _name属性的操作不会被objProxy代理，因为this指向obj},set name(newValue) {this._name = newValue} }const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {// receiver 是创建出来的代理对象console.log('get 方法被访问-------', key, receiver)console.log(objProxy === receiver) // truereturn Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)} })objProxy.name = 'kobe'console.log(objProxy.name) // kobe/ get 方法被访问------- name { _name: 'kobe', name: [Getter/Setter] }trueget 方法被访问------- _name { _name: 'kobe', name: [Getter/Setter] }truekobe/ 3.5 Reflect 的 construct function Student(name, age) {this.name = namethis.age = age}function Teacher() {}const stu = new Student('why', 18)console.log(stu)console.log(stu.__proto__ === Student.prototype)/ Student { name: 'why', age: 18 }true/// 执行 Student 函数中的内容，但是创建出来的对象是 Teacher 对象const teacher = Reflect.construct(Student, ['why', 18], Teacher)console.log(teacher)console.log(teacher.__proto__ === Teacher.prototype)/ Teacher { name: 'why', age: 18 }true/ 4. 响应式 4.1 什么是响应式？ 先来看一下响应式意味着什么？我们来看一段代码： m 有一个初始化的值，有一段代码使用了这个值； 那么在 m 有一个新的值时，这段代码可以自动重新执行 let m = 0// 一段代码console.log(m)console.log(m 2)console.log(m 2)m = 200 上面的这样一种可以自动响应数据变量的代码机制，我们就称之为是响应式的 对象的响应式 4.2 响应式函数设计 首先，执行的代码中可能不止一行代码，所以我们可以将这些代码放到一个函数中： 那么问题就变成了，当数据发生变化时，自动去执行某一个函数； 但是有一个问题：在开发中是有很多的函数的，如何区分一个函数需要响应式，还是不需要响应式呢？ 很明显，下面的函数中 foo 需要在 obj 的 name 发生变化时，重新执行，做出相应； bar 函数是一个完全独立于 obj 的函数，它不需要执行任何响应式的操作； // 对象的响应式const obj = {name: 'why',age: 18}function foo() {const newName = obj.nameconsole.log('你好啊，李银河')console.log('Hello World')console.log(obj.name)}function bar() {console.log('普通的其他函数')console.log('这个函数不需要有任何的响应式')}obj.name = 'kobe' // name 发生改变时候 foo 函数执行 响应式函数的实现 watchFn 如何区分响应式函数？ 这个时候我们封装一个新的函数 watchFn 凡是传入到 watchFn 的函数，就是需要响应式的 其他默认定义的函数都是不需要响应式的 / 封装一个响应式的函数 /let reactiveFns = []function watchFn(fn) {reactiveFns.push(fn)}// 对象的响应式const obj = {name: 'why',age: 18}watchFn(function foo() {const newName = obj.nameconsole.log('你好啊，李银河')console.log('Hello World')console.log(obj.name)})watchFn(function demo() {console.log(obj.name, 'demo function ---------')})function bar() {console.log('普通的其他函数')console.log('这个函数不需要有任何的响应式')}obj.name = 'kobe' // name 发生改变时候 foo 函数执行reactiveFns.forEach((fn) => {fn()}) 4.3 响应式依赖的收集 目前收集的依赖是放到一个数组中来保存的，但是这里会存在数据管理的问题： 在实际开发中需要监听很多对象的响应式 这些对象需要监听的不只是一个属性，它们很多属性的变化，都会有对应的响应式函数 不可能在全局维护一大堆的数组来保存这些响应函数 所以要设计一个类，这个类用于管理某一个对象的某一个属性的所有响应式函数： 相当于替代了原来的简单 reactiveFns 的数组； class Depend {constructor() {this.reactiveFns = []}addDepend(reactiveFn) {this.reactiveFns.push(reactiveFn)}notify() {this.reactiveFns.forEach((fn) => {fn()})} }const depend = new Depend()function watchFn(fn) {depend.addDepend(fn)}// 对象的响应式const obj = {name: 'why', // depend 对象age: 18 // depend 对象}watchFn(function foo() {const newName = obj.nameconsole.log('你好啊，李银河')console.log('Hello World')console.log(obj.name)})watchFn(function demo() {console.log(obj.name, 'demo function ---------')})function bar() {console.log('普通的其他函数')console.log('这个函数不需要有任何的响应式')}obj.name = 'kobe'depend.notify() 4.4 监听对象的变化 那么接下来就可以通过之前的方式来监听对象的变化： 方式一：通过 Object.defineProperty 的方式（vue2采用的方式）； 方式二：通过 new Proxy 的方式（vue3采用的方式）； 我们这里先以Proxy的方式来监听 class Depend {constructor() {this.reactiveFns = []}addDepend(reactiveFn) {this.reactiveFns.push(reactiveFn)}notify() {this.reactiveFns.forEach((fn) => {fn()})} }const depend = new Depend()function watchFn(fn) {depend.addDepend(fn)}// 对象的响应式const obj = {name: 'why', // depend 对象age: 18 // depend 对象}// 监听对象的属性变化：Proxy(vue3)/Object.defineProperty(vue2)const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {return Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)depend.notify()} })watchFn(function foo() {const newName = objProxy.nameconsole.log('你好啊，李银河')console.log('Hello World')console.log(objProxy.name)})watchFn(function demo() {console.log(objProxy.name, 'demo function ---------')})objProxy.name = 'kobe'objProxy.name = 'james'/ 你好啊，李银河Hello Worldkobekobe demo function ---------你好啊，李银河Hello Worldjamesjames demo function ---------/ 4.5 对象的依赖管理 目前是创建了一个 Depend 对象，用来管理对于 name 变化需要监听的响应函数： 但是实际开发中我们会有不同的对象，另外会有不同的属性需要管理； 如何可以使用一种数据结构来管理不同对象的不同依赖关系呢？ 在前面我们刚刚学习过 WeakMap，并且在学习 WeakMap 的时候我讲到了后面通过 WeakMap 如何管理这种响应式的数据依赖： 实现 可以写一个 getDepend 函数专门来管理这种依赖关系 / 封装一个获取depend的函数 /const taregtMap = new WeakMap()function getDepend(target, key) {// 根据target对象获取mapconst map = taregtMap.get(target)if (!map) {map = new Map()taregtMap.set(target, map)}// 根据key获取depend对象const depend = map.get(key)if (!depend) {depend = new Depend()map.set(key, depend)}return depend}// 监听对象的属性变化：Proxy(vue3)/Object.defineProperty(vue2)const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {return Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)const depend = getDepend(target, key)depend.notify()} }) 正确的依赖收集 我们之前收集依赖的地方是在 watchFn 中： 但是这种收集依赖的方式我们根本不知道是哪一个 key 的哪一个 depend 需要收集依赖； 只能针对一个单独的 depend 对象来添加你的依赖对象； 那么正确的应该是在哪里收集呢？应该在我们调用了 Proxy 的 get 捕获器时 因为如果一个函数中使用了某个对象的 key，那么它应该被收集依赖 / 封装一个响应式函数 /let activeReactviceFn = nullfunction watchFn(fn) {activeReactviceFn = fnfn()activeReactviceFn = null}/ 封装一个获取depend的函数 /const taregtMap = new WeakMap()function getDepend(target, key) {// 根据target对象获取maplet map = taregtMap.get(target)if (!map) {map = new Map()taregtMap.set(target, map)}// 根据key获取depend对象let depend = map.get(key)if (!depend) {depend = new Depend()map.set(key, depend)}return depend}// 监听对象的属性变化：Proxy(vue3)/Object.defineProperty(vue2)const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {// 根据 target key 获取对应的 depnedconst depend = getDepend(target, key)// 给 depend 对象中添加响应式函数activeReactviceFn && depend.addDepend(activeReactviceFn)return Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)const depend = getDepend(target, key)depend.notify()} }) 4.6 对 Depend 重构 两个问题： 问题一：如果函数中有用到两次 key，比如 name，那么这个函数会被收集两次 问题二：我们并不希望将添加 reactiveFn 放到 get 中，因为它是属于 Depend 的行为 所以我们需要对 Depend 类进行重构： 解决问题一的方法：不使用数组，而是使用 Set 解决问题二的方法：添加一个新的方法，用于收集依赖 // 保存当前需要收集的响应式函数let activeReactviceFn = nullclass Depend {constructor() {this.reactiveFns = new Set()}depend() {if (activeReactviceFn) {this.reactiveFns.add(activeReactviceFn)} }addDepend(reactiveFn) {this.reactiveFns.add(reactiveFn)}notify() {this.reactiveFns.forEach((fn) => {fn()})} }// 对象的响应式const obj = {name: 'why', // depend 对象age: 18 // depend 对象}/ 封装一个响应式函数 /function watchFn(fn) {activeReactviceFn = fnfn()activeReactviceFn = null}/ 封装一个获取depend的函数 /const taregtMap = new WeakMap()function getDepend(target, key) {// 根据target对象获取maplet map = taregtMap.get(target)if (!map) {map = new Map()taregtMap.set(target, map)}// 根据key获取depend对象let depend = map.get(key)if (!depend) {depend = new Depend()map.set(key, depend)}return depend}// 监听对象的属性变化：Proxy(vue3)/Object.defineProperty(vue2)const objProxy = new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {// 根据 target key 获取对应的 depnedconst depend = getDepend(target, key)// 给 depend 对象中添加响应式函数depend.depend()return Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)const depend = getDepend(target, key)depend.notify()} })watchFn(function () {console.log(objProxy.name, '--------------')console.log(objProxy.name, '++++++++++++++')})objProxy.name = 'kobe'/ why --------------why ++++++++++++++kobe --------------kobe ++++++++++++++/ 4.7 创建响应式对象 目前的响应式是针对于obj一个对象的，我们可以创建出来一个函数，针对所有的对象都可以变成响应式对象 / 保存当前需要收集的响应式函数 /let activeReactviceFn = null/ 依赖收集类 /class Depend {constructor() {this.reactiveFns = new Set()}depend() {if (activeReactviceFn) {this.reactiveFns.add(activeReactviceFn)} }addDepend(reactiveFn) {this.reactiveFns.add(reactiveFn)}notify() {this.reactiveFns.forEach((fn) => {fn()})} }/ 封装一个响应式函数 /function watchFn(fn) {activeReactviceFn = fnfn()activeReactviceFn = null}/ 封装一个获取depend的函数 /const taregtMap = new WeakMap()function getDepend(target, key) {// 根据target对象获取maplet map = taregtMap.get(target)if (!map) {map = new Map()taregtMap.set(target, map)}// 根据key获取depend对象let depend = map.get(key)if (!depend) {depend = new Depend()map.set(key, depend)}return depend}/ 创建响应式对象函数 /function reactive(obj) {// 监听对象的属性变化：Proxy(vue3)/Object.defineProperty(vue2)return new Proxy(obj, {get: function (target, key, receiver) {// 根据 target key 获取对应的 depnedconst depend = getDepend(target, key)// 给 depend 对象中添加响应式函数depend.depend()return Reflect.get(target, key, receiver)},set: function (target, key, newValue, receiver) {Reflect.set(target, key, newValue, receiver)const depend = getDepend(target, key)depend.notify()} })}const info = reactive({address: '广州市',height: 1.88})watchFn(() => {console.log(info.address, '---')})info.address = '北京市' 4.8 Vue2 响应式原理 前面所实现的响应式的代码，其实就是 Vue3 中的响应式原理： Vue3 主要是通过 Proxy 来监听数据的变化以及收集相关的依赖的 Vue2 中通过 Object.defineProerty的方式来实现对象属性的监听 可以将 reactive 函数进行如下的重构： 在传入对象时，我们可以遍历所有的 key，并且通过属性存储描述符来监听属性的获取和修改 在 setter 和 getter 方法中的逻辑和前面的 Proxy 是一致的 / 保存当前需要收集的响应式函数 /let activeReactviceFn = null/ 依赖收集类 /class Depend {constructor() {this.reactiveFns = new Set()}depend() {if (activeReactviceFn) {this.reactiveFns.add(activeReactviceFn)} }addDepend(reactiveFn) {this.reactiveFns.add(reactiveFn)}notify() {this.reactiveFns.forEach((fn) => {fn()})} }/ 封装一个响应式函数 /function watchFn(fn) {activeReactviceFn = fnfn()activeReactviceFn = null}/ 封装一个获取depend的函数 /const taregtMap = new WeakMap()function getDepend(target, key) {// 根据target对象获取maplet map = taregtMap.get(target)if (!map) {map = new Map()taregtMap.set(target, map)}// 根据key获取depend对象let depend = map.get(key)if (!depend) {depend = new Depend()map.set(key, depend)}return depend}/ 创建响应式对象函数 /function reactive(obj) {Object.keys(obj).forEach((key) => {let value = obj[key]Object.defineProperty(obj, key, {get: function () {const dep = getDepend(obj, key)dep.depend()return value},set: function (newValue) {value = newValueconst dep = getDepend(obj, key)dep.notify()} })})return obj}const info = reactive({address: '广州市',height: 1.88})watchFn(() => {console.log(info.address, '---')})info.address = '北京市' 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/wanghuan1020/article/details/126774033。 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...给系统内核增加了中断处理，于是当应用程序妄图执行特权指令，想要染指内核运行时，中断会把程序强行切断，内核从中断中重新获得CPU的执行权限。 虽说恶意用户程序难以攻击内核，但是系统当前还存在一个漏洞，使得恶意程序能取攻击另一个程序，我们看看这个问题到底是怎么实现的。我们先在内核C语言部分做简单修改，把原来的cmd_hlt函数改为cmd_execute_program: nt show_pos = 179;void cmd_execute_program(char file) {io_cli();struct Buffer appBuffer = (struct Buffer)memman_alloc(memman, 16);struct TASK task = task_now();task->pTaskBuffer = appBuffer;file_loadfile(file, appBuffer);struct SEGMENT_DESCRIPTOR gdt =(struct SEGMENT_DESCRIPTOR )get_addr_gdt();//select is multiply of 8, divided by 8 get the original valueint code_seg = 21 + (task->sel - first_task_cons_selector) / 8;//change hereint mem_seg = 30 + (task->sel - first_task_cons_selector) / 8;//22;char p = intToHexStr(mem_seg);showString(shtctl, sht_back, 0, show_pos, COL8_FFFFFF, p); show_pos += 16;set_segmdesc(gdt + code_seg, 0xfffff, (int) appBuffer->pBuffer, 0x409a + 0x60);//new memory char q = (char ) memman_alloc_4k(memman, 641024);appBuffer->pDataSeg = (unsigned char)q;set_segmdesc(gdt + mem_seg, 64 1024 - 1,(int) q ,0x4092 + 0x60);task->tss.esp0 = 0;io_sti();start_app(0, code_seg8,641024, mem_seg8, &(task->tss.esp0));io_cli();memman_free_4k(memman,(unsigned int) appBuffer->pBuffer, appBuffer->length);memman_free_4k(memman, (unsigned int) q, 64 1024);memman_free(memman,(unsigned int)appBuffer, 16);task->pTaskBuffer = 0;io_sti();}void console_task(struct SHEET sheet, int memtotal) {....for(;;) { ....else if (i == KEY_RETURN) {....} else if (strcmp(cmdline, "hlt") == 1) {//change herecmd_execute_program("abc.exe");}....}...} 原来的cmd_hlt函数默认加载并执行软盘中的abc.exe程序，现在我们把cmd_hlt改名为cmd_execute_program，并且函数需要传入一个字符串，用于表明要加载执行的程序名字。在该函数的代码实现中，我们使用showString函数把被加载执行的用户进程数据段所对应的全局描述符号给显示到桌面上，上面代码执行后情况如下： 我们看到，在控制台中执行hlt命令后，内核加载了用户进程，同时在控制台下方输出了一个字符串，也就是0x1E,这个数值对应的就是当前运行用户进程其数据段对应的全局描述符号。一旦有这个信息之后，另一个进程就可以有机可乘了。 接着我们在本地目录创建一个新文件叫crack.c,其内容如下： void main() {char p = (char)0x123;p[0] = 'c';p[1] = 'r';p[2] = 'a';p[3] = 'c';p[4] = 'k';p[5] = 0;} 它的目的简单，就是针对内存地址0x123处写入字符串”crack”.接着我们修改一下makefile，使得内核编译时，能把crack.c编译成二进制文件： CFLAGS=-fno-stack-protectorckernel : ckernel_u.asm app_u.asm crack_u.asm cp ckernel_u.asm win_sheet.h win_sheet.c mem_util.h mem_util.c write_vga_desktop.c timer.c timer.h global_define.h global_define.c multi_task.c multi_task.h app_u.asm app.c crack_u.asm crack.c makefile '/media/psf/Home/Documents/操作系统/文档/19/OS-kernel-win-sheet/'ckernel_u.asm : ckernel.o....crack_u.asm : crack.o./objconv -fnasm crack.o crack_u.asmcrack.o : crack.cgcc -m32 -fno-stack-protector -fno-asynchronous-unwind-tables -s -c -o crack.o crack.c 然后我们在本地目录下，把api_call.asm拷贝一份，并命名为crack_call.asm,后者内容与前者完全相同，只不过稍微有那么一点点改变，例如： BITS 32mov AX, 30 8mov DS, axcall mainmov edx, 4 ;返回内核int 02Dh.... 这里需要注意，语句： mov AX, 30 8mov DS, ax 其中30对应的就是前面显示的0x1E，这两句汇编的作用是，把程序crack的数据段设置成下标为30的全局描述符所指向的内存段一致。这就意味着crack进程所使用的数据段就跟hlt启动的进程所使用的数据段一致了！于是在crack.c中，它对内存地址为0x123的地方写入字符串”crack”,那就意味着对hlt加载用户进程的内存空间写入对应字符串！ 完成上面代码后，我们在java项目中，增加代码，一是用来编译crack进程，而是把crack代码写入虚拟磁盘。在OperatingSystem.java中，将代码做如下添加： public void makeFllopy() {writeFileToFloppy("kernel.bat", false, 1, 1);....header = new FileHeader();header.setFileName("crack");header.setFileExt("exe");file = new File("crack.bat");in = null;try {in = new FileInputStream(file);long len = file.length();int count = 0;while (count < file.length()) {bbuf[count] = (byte) in.read();count++;}in.close();}catch(IOException e) {e.printStackTrace();return;}header.setFileContent(bbuf);fileSys.addHeader(header);....}public static void main(String[] args) {CKernelAsmPrecessor kernelPrecessor = new CKernelAsmPrecessor();kernelPrecessor.process();kernelPrecessor.createKernelBinary();CKernelAsmPrecessor appPrecessor = new CKernelAsmPrecessor("hlt.bat", "app_u.asm", "app.asm", "api_call.asm");appPrecessor.process();appPrecessor.createKernelBinary();CKernelAsmPrecessor crackPrecessor = new CKernelAsmPrecessor("crack.bat", "crack_u.asm", "crack.asm", "crack_call.asm");crackPrecessor.process();crackPrecessor.createKernelBinary();OperatingSystem op = new OperatingSystem("boot.bat");op.makeFllopy();} 在main函数中，我们把crack.c及其附属汇编文件结合在一起，编译成二进制文件crack.bat，在makeFllopy中，我们把编译后的crack.bat二进制数据读入，并把它写入到虚拟磁盘中，当系统运行起来后，可以把crack.bat二进制内容作为进程加载执行。 完成上面代码后，回到内核的C语言部分，也就是write_vga_desktop.c做一些修改，在kernel_api函数中，修改如下： int kernel_api(int edi, int esi, int ebp, int esp,int ebx, int edx, int ecx, int eax) {....else if (edx == 14) {sheet_free(shtctl, (struct SHEET)ebx);//change herecons_putstr((char)(task->pTaskBuffer->pDataSeg + 0x123));}....}void console_task(struct SHEET sheet, int memtotal) {....for(;;) {....else if (i == KEY_RETURN) {....else if (strcmp(cmdline, "crack") == 1) {cmd_execute_program("crack.exe");}....}....} 在kernel_api中，if(edx == 14)对应的api调用是api_closewin，也就是当用户进程关闭窗口时，我们把进程数据偏移0x123处的数据当做字符串打印到控制台窗口上，在console_task控制台进程主函数中，我们增加了对命令crack的响应，当用户在控制台上输入命令”crack”时，将crack代码加载到内核中运行。上面代码完成后，编译内核，然后用虚拟机将内核加载，系统启动后，我们现在一个控制台中输入hlt，先启动用户进程。然后点击”shift + w”,启动另一个控制台窗口，在其中输入crack，运行crack程序： 接着把点击tab键，把焦点恢复到窗口task_a，然后用鼠标点击运行hlt命令的窗口，把输入焦点切换到该控制台，然后再次点击tab键，把执行权限提交给运行hlt命令的控制台，此时点击回车，介绍用户进程启动的窗口，结果情况如下： 此时我们可以看到，运行hlt命令，执行用户进程的控制台窗口居然输出了字符串”crack”,而这个字符串正是crack.c在执行时，写入地址0x123的字符串。这就意味着一个恶意进程成功修改了另一个进程的内存数据，也相当于一个流氓程序把一只咸猪手伸到其他用户进程的裙底，蹂躏一番后留下了猥琐的证据。 那么如何防范恶意进程对其他程序的非法入侵呢，这就得使用CPU提供的LDT机制，也就是局部描述符表，该机制的使用，我们将在下一节详细讲解。更详细的讲解和代码演示调试，请参看视频： 更详细的讲解和代码调试演示过程，请参看视频 Linux kernel Hacker, 从零构建自己的内核 更多技术信息，包括操作系统，编译器，面试算法，机器学习，人工智能，请关照我的公众号： 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/tyler_download/article/details/78731905。 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。

...以进一步探索这一强大机制在实际开发中的应用。近期，随着Python 3.10版本的发布，官方对一些特殊方法进行了优化和新增，例如__match__方法用于支持模式匹配语法，使得代码更加简洁易读。此外，在数据科学领域，NumPy库通过自定义特殊方法实现了与Python内置类型无缝衔接的高性能数组运算，如__array_ufunc__方法允许用户控制NumPy如何处理用户自定义的数据类型。 而在软件工程实践中，特殊方法更是无处不在。比如Django框架内Model类的设计就大量运用了特殊方法，如__str__用于模型对象的字符串表示，__getattr__、__setattr__等用于属性管理，以及save()方法背后的__init__、__new__等构造逻辑。这些都充分体现了Python特殊方法在构建复杂系统时的重要性。 不仅如此，对于面向对象设计原则的理解，诸如封装、多态和继承，也能够在特殊方法的使用上得到生动体现。以重载比较操作符为例，通过实现__eq__、__lt__等方法，开发者能够根据业务需求为自定义类赋予灵活而精准的比较逻辑，从而实现更符合领域特性的行为表现。 总之，Python特殊方法不仅提供了丰富的扩展能力，还在不同场景下展现了其强大的灵活性和实用性。无论是跟进最新的Python语言特性更新，还是深入研究经典开源项目源码，或是解决实际编程问题，理解并熟练运用特殊方法都是提升Python编程水平的关键所在。

... 是W3C组织推荐的处理可扩展标记语言的标准编程接口 W3C已经定义来一系列DOM接口，通过这些DOM接口可以改变网页的内容、结构样式。 2.DOM 树 文档：一个页面就是一个文档，DOM 中使用 document 表示 元素：页面中的所有标签都是元素，DOM 中使用 element 表示 节点：网页中的所有内容都是节点（标签、属性、文本、注释等），DOM 中使用 node 表示 文档树(Dom树)：以html为根节点，形成的一颗倒立的树状结构，我们成为DOM树；这个树上所有的东西都叫节点，节点有很多类，比如文本节点，元素节点等等，这些节点如果我们通过DOM方法去获取或者其他的操作去使用就叫做DOM对象，所有节点都是DOM对象 二.获取元素的方法 1.获取页面中的元素可以使用以下几种方式 根据ID获取 根据标签名获取 通过HTML5新增的方法获取 特殊元素获取 1.根据ID获取 使用getElementByld()方法可以获取带有ID的元素对象 getElementByld()，是document下的一个方法 代码演示 <body><div id="time">2020-11-26</div><script>// 1.因为我们文档页面从上往下加载，所以先得有标签 所以我们的script写在标签下面// 2. document文档 get 获得 element 元素 by 通过 驼峰命名法// 3.参数 id是大小写敏感的字符串// 4.返回的是一个对象var timer = document.getElementById('time');console.log(timer);// 5.console.dir 打印我们返回得的元素对象 更好的查看里面的属性和方法console.dir(timer);</script></body> 2.根据标签名获取 使用getElementsByTagName()方法可以返回带有指定标签名的对象的集合 语法如下 document.getElementsByTagName('标签名') 注意： 1.因为得到的是一个对象的集合，使用我们想要操作里面的元素就需要遍历 得到元素对象是动态的 代码演示 <body><ul><li>我们的征程是星辰大海</li><li>我们的征程是星辰大海</li><li>我们的征程是星辰大海</li><li>我们的征程是星辰大海</li><li>我们的征程是星辰大海</li></ul><ul id="nav"><li>心存感恩，所遇皆美好~</li><li>心存感恩，所遇皆美好~</li><li>心存感恩，所遇皆美好~</li><li>心存感恩，所遇皆美好~</li><li>心存感恩，所遇皆美好~</li></ul><script>// 1.返回的是 获取过来元素对象的集合 以伪数组的形式存储的var lis = document.getElementsByTagName('li')console.log(lis);// 2.如果想要依次打印里面的元素对象我们可以采取遍历方式for (var i = 0; i < lis.length; i++) {console.log(lis[i]);}// 3.这里可以是可以获取标签的.getElementsByTagName()可以得到这个元素里面的某些标签var nav1 = document.getElementById('nav') //这个获取nav元素var navli = nav.getElementsByTagName('li') //这里是获取nav 里面的li标签 要先获取 nav元素在获取里面的liconsole.log(navli);</script></body> 3.通过 HTML5 新增的方法获取(注意兼容) 1. document.getElementsByClassName(‘类名’)；// 根据类名返回元素对象集合 2. document.querySelector('选择器'); // 根据指定选择器返回第一个元素对象 3. document.querySelectorAll('选择器'); // 根据指定选择器返回所有元素对象集合 注意：querySelector 和 querySelectorAll里面的选择器需要加符号,比如:document.querySelector(’nav’); 代码演示 <body><div class="box">盒子1</div><div class="box">盒子2</div><div id="nav"><ul><li>首页</li><li>产品</li></ul></div><script>// 1. getElementsByClassName 根据类名获得某些元素集合var boxs = document.getElementsByClassName('box');console.log(boxs);// 2. querySelector 返回指定选择器的第一个元素对象 切记 里面的选择器需要加符号 .box navvar firstBox = document.querySelector('.box');console.log(firstBox);var nav = document.querySelector('nav');console.log(nav);var li = document.querySelector('li');console.log(li);// 3. querySelectorAll()返回指定选择器的所有元素对象集合var allBox = document.querySelectorAll('.box');console.log(allBox);var lis = document.querySelectorAll('li');console.log(lis);</script> 4.获取特殊元素(body,html) 获取body元素 - doucumnet.body // 返回body元素对象 获取html元素 . document.documentElement // 返回html元素对象 代码演示 <body><script>// 获取bdoy元素var bodyEle = document.bodyconsole.log(bodyEle); //返回body元素// 获取html元素var htmlEle = document.documentElementconsole.log(htmlEle); //返回html元素</script></body> 三.事件基础 1.事件概述 JavaScript 使我们有能力创建动态页面，而事件是可以被 JavaScript 侦测到的行为。 简单理解： 触发— 响应机制。 网页中的每个元素都可以产生某些可以触发 JavaScript 的事件，例如，我们可以在用户点击某按钮时产生一个 事件，然后去执行某些操作。 代码演示 <body><button id="btn">浩哥</button><script>// 点击一个按钮，弹出一个对话框// 1.事件是有三部分组成的 1.事件源 2.事件类型 3.事件处理程序 也称为事件三要素// (1).事件源 事件被触发的对象 var but = document.getElementById('btn')// (2).事件类型 如何触发 什么事件 比如鼠标点击(onclick) 还是鼠标经过还是？？？？// (3).事件处理程序 通过一个函数赋值的方式 完成 因为函数就是实现某种功能的but.onclick = function() {alert('浩哥爱编程')}</script></body> 2.执行事件的步骤 1. 获取事件源DOM对象(意思是你要获取那个元素) 2. 注册事件(绑定事件 意思是通过什么方式来处理比如是鼠标经过还是鼠标点击等等行为) 3. 添加事件处理程序(采取函数赋值形式 意思是你想做啥) 代码演示 <body><div>123</div><script>// 事件执行步骤 点击div 控制台输出我被选中了// 1.获取事件源var div = document.querySelector('div')// 2.绑定事件 注册事件// div.onclick// 3.添加事件处理程序div.onclick = function() {console.log('我被点击了');}</script></body> 3.常见的鼠标事件 onmouseenter鼠标移入事件 onmouseleave鼠标移出事件 四.操作元素 JS的DOM操作可以改变网页内容、结构和样式，利用DOM操作元素来改变元素里面的内容、属性等。注意以下都是属性 1.操作元素内容(改变元素内容) elemeny.innerText 从起始位置到终止位置的内容，但它去除html标签，同时空格和换行也会去掉 elemernt.innerHTML 起始位置到终止位置的全部内容，包括html标签，同时保留空格和换行 elemernt.Content可以获取隐藏元素的文本，包含换行和空白 代码演示 <title>Document</title><style>div,p {height: 30px;width: 300px;line-height: 30px;text-align: center;color: fff;background-color: pink;}</style></head><body><button>显示当前系统时间</button><div>某个时间</div><p>123</p><script>// 当我们点击了按钮，div里面的文字会发生变化// 1.获取元素 注意这里的按钮 和div都要获取到 因为 点击按钮div里面要发生变化所以都要获取var but = document.querySelector('button');var div = document.querySelector('div');// 2.绑定事件// but.onclick// 3.程序处理but.onclick = function() {// 改变元素内容 element(元素).innerTextdiv.innerText = '2020-11-27'}// 4.我们元素可以不用添加事件，就可以直接显示日期var p = document.querySelector('p');p.innerText = '2020-11-27';</script> elemeny.innerText和elemeny.innerHTML的区别 代码演示 <body><div></div><p></p><ul><li> 文字</li><li>123</li></ul><script>// innertText 和 innertHTML 的区别// 1. innerText 不识别html标签 非标准 去除空格和换行var div = document.querySelector('div');div.innerText = '<strong>今天是:</strong> 2020';// 2.innertHTML 识别html标签 W3C标准 保留空格和换行的 推荐尽量使用这个 因为这个是标准var p = document.querySelector('p')p.innerHTML = '<strong>今天是:</strong> 2020';// 3.这俩个属性是可读写的 意思是 除了改变内容还可以元素读取里面的内容的var ul = document.querySelector('ul')console.log(ul.innerText);console.log(ul.innerHTML);// .4innerHtml innerText 之间的区别：设置内容的时候，如果内容当中包含标签字符串 innerHtml会有标签的特性，也就是说标签会在页面上生效如果内容当中包含标签字符串 innerText会把标签原样展示在页面上，不会让标签生效读取内容的时候，如果标签内部还有其它标签，innerHtml会把标签内部带着其它的标签全部输出如果标签内部还有其它标签，innerText只会输出所有标签里面的内容或者文本，不会输出标签如果标签内部没有其它标签，他们两个一致；都是读取文本内容，innerHtml会带空白和换行</script></body> 2. 操作常见元素属性 innerText、innerHTML 改变元素内容 src、href id、alt、title 代码演示 <body><button id="ldh">刘德华</button><button id="zxy">张学友</button><br><img src="./images/ldh.jpg" alt="" width="200px" height="200px" title="刘德华" id="img"><script>// 修改属性 src// 我们可以操作元素得方法 来修改元素得属性 就是 元素的是什么属性 在重新给值就可以完成相应的赋值操作了// 1.获取元素var ldh = document.getElementById('ldh')var zxy = document.getElementById('zxy')var img = document.getElementById('img')// 2.注册事件 程序处理zxy.onclick = function() {// 当我们点击了图片的时候图片路径就发生变化 这里的.表示 的 得意思 img对象下的src属性img.src = './images/zxy.jpg';// 当我们变换图片得同时里面得title也要跟着变 所以前面要加上img.img.title = '张学友';}ldh.onclick = function() {img.src = './images/ldh.jpg';img.title = '刘德华';}</script> 3.操作表单元素属性 利用DOM可以操作如下表单元素的属性 type、value、checked、selected、disabled 代码演示： <body><button>按钮</button><input type="text" value="输入内容"><script>// 我想把value里面的输入内容改变为 被点击了// 1.获取元素var but = document.querySelector('button')var input = document.querySelector('input')// 2.注册事件 处理程序but.onclick = function() {// input.innerHTML = '被点击了'; 这个是 普通盒子 比如 div 标签里面的内容// 表单里面的值 文字内容是通过value来修改的input.value = '被点击了'// 如果需要某个表单被禁用 不能再点击了使用 disabled 我们想要这个按钮 button禁用// but.disabled = true// 还有一种写法// this指向的是事件函数的调用者 谁调用就指向谁 这里调用者是btnthis.disabled = true}</script></body> 4.操作元素样式属性 我们可以通过 JS 修改元素的大小、颜色、位置等样式。 1.element.style 行内样式操作 注意： JS 里面的样式采取驼峰命名法 比如 fontSize、 backgroundColor JS 修改 style 样式操作，产生的是行内样式，所以行内式比内嵌式高 代码演示 <style>div {width: 200px;height: 200px;background-color: red;}</style></head><body><div></div><script>// 要求点击div变成粉色 height变为250px// 1.获取元素var div = document.querySelector('div');// 2.注册事件 处理程序div.onclick = function() {// div.style里面的属性 采取的是驼峰命名法// this等于div this调用者 谁调用谁执行this.style.backgroundColor = 'pink'this.style.height = '250px'}</script> 2.element.className 类名样式操作 注意： 如果样式修改较多，可以采取操作类名方式更改元素样式。 class因为是个保留字，因此使用className来操作元素类名属性 className 会直接更改元素的类名，会覆盖原先的类名。 代码演示 <style>div {width: 100px;height: 100px;background-color: pink;}.change {background-color: purple;color: fff;font-size: 25px;margin-top: 100px;}</style></head><body><div class="first">文本</div><script>// 1. 使用 element.style 获得修改元素样式 如果样式比较少 或者 功能简单的情况下使用var test = document.querySelector('div');test.onclick = function() {// this.style.backgroundColor = 'purple';// this.style.color = 'fff';// this.style.fontSize = '25px';// this.style.marginTop = '100px';// 让我们当前元素的类名改为了 change// 2. 我们可以通过 修改元素的className更改元素的样式 适合于样式较多或者功能复杂的情况 如果想继续添加样式即在change添加即可// 3. 如果想要保留原先的类名，我们可以这么做 多类名选择器// this.className = 'change';this.className = 'first change';}</script> 5.自定义属性的操作 js给我们规定了可以自己添加属性 在操作元素属性的时候，元素.语法只能操作元素天生具有的属性,如果是自定义的属性，通过.语法是无法操作的只能通过getAttribute和setAttribute去操作，他俩是通用的方法，无论元素天生的还是自定义的都可以可以操作 1.获取属性值 element.属性 获取属性值。 element.getAttribute(‘属性’)； 区别: element.属性 获取内置属性值(元素本身自带的属性 如果是自定义属性不能被获取) element.getAttribute(‘属性’)；主要获得自定义的属性 (标准) 我们自定义的属性 2.设置属性值 element.属性 = ‘值’ 设置内置属性值 element.setAttribute(‘属性’，‘值’) 区别： element.属性 设置内置属性值 element.setAttribute(‘属性’)；主要设置自定义的属性(标准) 3.移除属性 element.removeAttribute(‘属性’)； 代码演示 <body><div id="demo" index="1" class="nav"></div><script>var div = document.querySelector('div');// 1.获取元素的属性值// (1) element.属性console.log(div.id);// (2) element.getAttribute('属性') get获取得到 attribute属性的意思 我们自己添加的属性称之为自定义属性console.log(div.getAttribute('id')); //democonsole.log(div.getAttribute('index')); // 1// 2.设置元素的属性值// (1) element.属性 = '值' div.id = 'test'div.className = 'navs'// (2) element.setAttribute('属性','值')div.setAttribute('index', 2);div.setAttribute('class', 'footer') //这里就是class 不是className 比较特殊// 3.移除属性 removeAttribute(属性)div.removeAttribute('index');</script></body> 只要是自定义属性最好都是用element.setAttribute(‘属性’，‘值’)来设置 如果是自带属性用element.属性来设置 6.H5自定义属性 自定义属性的目的：第一、是为了保存属性 第二、并且使用数据。有一些数据可以保存到页面中而不用保存到数据库中。 自定义属性获取是通过getAttribute(‘属性’) 获取的 但是有些自定义属性很容易引起歧义，不容易判断是元素还是自定义属性 H5给我们新增了自定义属性： 1.设置H5自定义属性 H5规定自定义属性data-开头做为属性名并且赋值 比如<div data-index:“1”> 或者使用JS设置element.setAttribute(‘deta-index’,2) 2.获取H5自定义属性 兼容性获取 element.getAttribute(‘data-index’) 推荐开发中使用这个 H5新增element.dataset.index 或者element.datase[‘index’] ie 11以上才支持 代码演示 <body><div getTime="10" data-index="20" data-name-list="40"></div><script>// 获取元素var div = document.querySelector('div');console.log(div.geTime); //undefined getTime是自定义属性不能直接通过元素的属性来获取 而是用自定义属性来获取的getAttribute(‘属性’)console.log(div.getAttribute('getTime')); //10// H5添加自定义属性的写法以data-开头div.setAttribute('data-time', 30)// 1.兼容性获取H5自定义属性console.log(div.getAttribute('data-time')); // 30// 2.H5新增的获取自定义属性的方法 它只能获取data-开头的// dataset 是一个集合的意思存放了所有以data开头的自定义属性 如果你想取其中的某一个只需要在dataset.的后面加上自定义属性名即可console.log(div.dataset);console.log(div.dataset.time); // 30// 还有一种方法dataset['属性']console.log(div.dataset['time']); // 30// 如果自定义属性里面有多个-链接的单词 我们获取的时候采取驼峰命名法 不用要-了console.log(div.dataset.nameList); // 40console.log(div.dataset['nameList']); // 40</script></body> 五.节点操作 1.为什么要学习节点操作 获取元素通常使用俩种方式 （1）利用DOM提供的方法获取元素 但是逻辑性不强 繁琐 （2）利用节点层级关系获取元素 如 利用父子，兄弟关系获取元素 逻辑性强，但是兼容性不怎么好 2.节点概述 网页中的所有内容都是节点(标签、属性、文本、注释等等) ，在DOM中，节点使用node表示。HTML DOM 树中的所有节点均可通过javascript进行访问，所有HTML元素(节点) 均可被修改，也可以创建或删除 一般地，节点至少拥有nade Type(节点类型)、nodeName(节点名称)和nodeValue(节点值) 这三个基本属性 元素节点 nodeType 为 1 属性节点 node Name为 2 文本节点 nodeValue为 3 (文本节点包含文字、空格、换行等等) 实际开发中，节点操作主要操作的是元素节点 3.节点层级 利用DOM树可以把节点划分为不同得层级关系，常见得是父子兄层级关系 1.父级节点 1.node.parentNode parenNode属性可以返回某节点得父节点，注意是最近的父节点哟！！！ 如果指定的节点没有父节点就返回null 代码演示 <body><div class="box"><div class="box1"></div></div><script>var box1 = document.querySelector('.box1')// 得到的是离元素最近的父节点(亲爸爸) 得不到就返回得是nullconsole.log(box1.parentNode); // parentNode 翻译过来就是父亲的节点</script></body> 2.子级节点操作 1.parentNode.children（非标准） parentNode.children 是一个只读属性，返回所有的子元素节点。它只返回子元素节点，其余节点不返回(重点记住这个就好，以后重点使用) 虽然children是一个非标准，但是得到了各个浏览器的支持，我们大胆使用即可！！！ 代码演示 <body><ul><li>1</li><li>1</li><li>1</li><li>1</li></ul><script>// DOM 提供的方法（APL）获取 这样获取比较麻烦var ul = document.querySelector('ul')var lis = ul.querySelectorAll('li')// children子节点获取 ul里面所有的小li 放心使用没有限制兼容性 实际开发中经常使用的console.log(ul.children);</script> 如何返回子节点的第一个和最后一个？ 2.parentNode.firstElementChild firstElementChild返回第一个子元素节点，找不到则返回unll 3.parentNode.lastElementChild lastElementChild返回最后一个子元素节点，找不到则返回null 注意：这俩个方法有兼容性问题，IE9以上才支持 谨慎使用 但是我们有解决方案 如果想要第一个子元素节点，可以使用 parentNode.chilren[0] 如果想要最后一个子元素节点，可以使用 parentNode.chilren[parentNode.chilren.length - 1] 代码演示 <body><ul><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li></ul><script>var ul = document.querySelector('ul')// 1.firstElementChild 返回第一个子元素节点 ie9 以上才支持注意兼容console.log(ul.firstElementChild);// 2.lastElementChild返回最后一个子元素节点console.log(ul.lastElementChild);// 3.实际开发中用到的既没有兼容性问题又可以返回子节点的第一个和最后一个console.log(ul.children[0]);console.log(ul.children[ul.children.length - 1]); //ul.children.length - 1获取的永远是子节点最后一个</script></body> 3.兄弟节点 1.node.nextSibling nextSibling 返回当前元素的下一个兄弟节点，找不到则返回null。注意包含所有的节点 2.node.previousSibling previousSibling 返回当前元素上一个兄弟节点，找不到则返回null。注意包含所以有的节点 代码演示 <body><div>我是div</div><span>我是span</span><script>var div = document.querySelector('div')// 返回当前元素的下一个兄弟节点nextSibling，找不到返回null。注意包含元素节点或者文本节点等等console.log(div.nextSibling); //这里返回的是text 因为它的下一个兄弟节点是换行// 返回的是当前元素的上一个节点previousSibling，找不到返回null。注意包含元素节点或者文本节点等等console.log(div.previousSibling); //这里返回的是text 因为它的上一个兄弟节点是换行</script></body> 3.node.nexElementSibling nexElementSibling 返回当前元素下一个兄弟元素节点，找不到返回null 4.node.previousElementSibling previousElementSibling返回当前元素上一个兄弟节点，找不到返回null 注意：这俩个方法有兼容性问题，IE9以上才支持 代码演示 <body><div>我是div</div><span>我是span</span><script>var div = document.querySelector('div')// nextElementSiblingd得到下一个兄弟元素节点console.log(div.nextElementSibling); // span // previousElementSibling 得到的是上一个兄弟元素节点console.log(div.previousElementSibling); // null 因为它上面没有兄弟元素了返回空的</script></body> 怎么解决兼容性问题呢？ 可以封装一个兼容性函数（简单了解即可 在实际开发中用的不多） function getNextElementSibling(element) {var el = element;while (el = el.nextSibling) {if (el.nodeType === 1) {return el;} }return null;} 4.创建节点 1.document.createElement('tagName') document.createElement( ) 方法创建由 tagName 指定的 HTML 元素。因为这些元素原先不存在的是根据我们的需求动态生成的，所有我们也称为动态创建元素节点 我们创建了节点要给添加到节点里面去 称为 添加节点 1.node.appendChild（child） node.appendChild（ ）方法将一个节点添加到指定父节点的子节点列表末尾 2.node.insertBefore(child，指定添加元素位置) node.insertBefore( ) 方法将一个节点添加到父节点的指定子节点前面 代码演示 <body><ul><li>1</li></ul><script>// 1.创建节点 createElementvar li = document.createElement('li')// 2.添加节点 创建了节点要添加到某一个元素身上去 叫添加节点 node.appendChild(child) done 父级 child 子级 如果前面有元素了则在后面追加元素类似数组中的push依次追加var ul = document.querySelector('ul')ul.appendChild(li)// 3.添加节点 node.insertBefore(child，指定元素) 在子节点前面添加子节点 child子级你要添加的元素var lili = document.createElement('li')ul.insertBefore(lili, ul.children[0]) //ul.children 这句话的意思是添加到ul父亲的子节点第一个// 总结 如果想在页面中添加元素分为俩步骤1.创建元素 2.添加元素</script></body> 5.删除节点 node.removeChild(child) node.removeChlid（）方法从DOM 中删除一个子节点，返回删除的节点 简单点就是从父元素中删除某一个孩子node就是父亲child就是孩子 删除的节点.remove(没有参数) 注意：ie不支持 代码演示 <body><button>按钮</button><ul><li>熊大</li><li>熊二</li><li>熊三</li></ul><script>// 1.获取元素var ul = document.querySelector('ul')var but = document.querySelector('button');// 2.删除元素// but.onclick = function() {// ul.removeChild(ul.children[0])// }// 3.点击按钮键依次删除，最后没有删除内容了 就禁用按钮 disabled = true 禁用按钮语法but.onclick = function() {if (ul.children.length == 0) {this.disabled = true} else {ul.removeChild(ul.children[0])} }</script></body> 6.复制节点(克隆节点) node.cloneNode() node.dloneNode()方法返回调用该方法节点得一个副本，也称为克隆节点/拷贝节点 注意 1.如果括号参数为空或者为false，则是浅拷贝，只复制里面得标签，不复制内容 2.如果括号参数为true，则是深度拷贝，会复制节点本身以及里面所有的内容 代码演示 <body><ul><li>1</li><li>2</li><li>3</li></ul><script>// 1.获取元素var ul = document.querySelector('ul');// 2.复制元素 node.cloneNode() 如果参数括号为空或者false则只会复制元素不会复制内容，如果待有参数true则内容和元素都会被复制var lis = ul.children[0].cloneNode(true);// 3.获取元素ul.appendChild(lis)</script></body> 7.替换(改)节点 node.replaceChild(新节点,替换到什么位置) 代码演示 <body><ul class="list"><li>1</li><li>2</li></ul><script>// 替换（改）节点 父节点.replaceChild(新元素, 替换到什么位置)// (1)获取父元素var ulNode = document.querySelector('.list');// (2)创建新的元素var liRead = document.createElement('li')// (3)给新元素添加内容liRead.innerHTML = '5';// (4)替换元素ulNode.replaceChild(liRead, ulNode.children[1])</script></body> 8.三种动态创建元素区别 document.write() element.innerHTML document.createElement() 区别 document.write()是直接将内容写入页面的内容流，但是文档流执行完毕，它则会导致页面全部重绘 element.innerHTML是将内容写入某个DOM节点，不会导致页面全部重绘 element.innerHTML 创建多个元素效率更高(不要拼接字符串，采取数组形式拼接)，结果有点复杂 createElement()创建多个元素效率低一点点，但是结果更加清晰 总结：不同浏览器下,innerHTML效率要比createElement()高 代码演示 <body><button>点击</button><p>abc</p><div class="inner"></div><div class="create"></div><script>// window.onload = function() {// document.write('<div>123</div>');// }// 三种创建元素方式区别 // 1. document.write() 创建元素 如果页面文档流加载完毕，再调用这句话会导致页面重绘// var btn = document.querySelector('button');// btn.onclick = function() {// document.write('<div>123</div>');// }// 2. innerHTML 创建元素var inner = document.querySelector('.inner');// for (var i = 0; i <= 100; i++) {// inner.innerHTML += '<a href="">百度</a>'// }var arr = [];for (var i = 0; i <= 100; i++) {arr.push('<a href="">百度</a>');}inner.innerHTML = arr.join('');// 3. document.createElement() 创建元素var create = document.querySelector('.create');for (var i = 0; i <= 100; i++) {var a = document.createElement('a');create.appendChild(a);}</script></body> 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_46978034/article/details/110190352。 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。

...说明 6.使用默认参数值的构造函数 （1）含义 （2）格式 （3）【例3.4】 （4）说明 二、析构函数 1.含义 2.执行析构函数的时机 3.特征 4.【例3.5】包含构造函数和析构函数的C++程序 三、调用构造函数和析构函数的顺序 1.同一类存储类别的对象 2.全局范围内定义的对象 3.局部自动对象 4.静态局部对象 5.例 四、对象数组 1.含义 2.【例3.6】 五、对象指针 1.指向对象的指针 2.指向对象成员的指针 （1）含义 （2）指向对象公有数据成员的指针 （3）指向对象成员函数的指针 （4）【例3.7】有关对象指针的使用方法 3.this指针 六、共用数据的保护 1.常对象 2.常对象成员 （1）常数据成员 （2）常成员函数 3.指向对象的常指针 4.指向常对象的指针变量 5.对象的常引用 （1）含义 （2）格式 （3）【例3.8】对象的引用 6.const型数据小结 编辑 七、对象的动态建立与释放——动态建立对象 八、对象的赋值和复制 1.对象的赋值 （1）含义 （2）【例3.9】对象的赋值 （3）说明 2.对象的复制 （1）含义 （2）【例】用复制对象的方法创建Box类的对象（用默认复制构造函数） （3）说明 九、静态成员 1.静态数据成员 （1）定义格式 （2）特性 （3）说明 （4）【例3.10】引用静态数据成员 2.静态成员函数 （1）含义 （2）【例3.11】关于引用非静态成员和静态成员的具体方法 （3）【例】具有静态数据成员的point类 （4）静态成员函数举例 （5）具有静态数据、函数成员的Point类 （6）静态成员函数、静态数组及其初始化 十、友元 1.友元函数 （1）含义 （2）格式 （3）【例3.12】将普通函数声明为友元函数 （4）友元成员函数 2.友元类 十一、类模板 1.含义 2.定义类模板的格式 3.在类模板外定义成员函数的语法 4.使用类模板时，定义对象的格式 5.【例3.14】声明类模板，实现两个整数、浮点数和字符的比较，求出大数和小数 前言 通过第二章的学习，已经对类和对象有了初步了解。本章将对类和对象进行进一步讨论。 一、构造函数 如果定义一个变量，而程序未对其进行初始化的话，这个变量的值是不确定的，因为C和C++不会自觉地去为它赋值。与此相似，如果定义一个对象，而程序未对其数据成员进行初始化的话，这个对象的值也是不确定的。 1.对象的初始化 在定义一个类时，不能对其数据成员赋初值，因为类是一种类型，系统不会为它分配内存空间。在建立一个对象时，需要对其数据成员赋初值。如果一个数据成员未被赋初值，则它的值是不确定的。因为系统为对象分配内存时，保持了内存单元的原状，它就成为数据成员的初值。这个值是随机的。 C++提供了构造函数机制，用来为对象的数据成员进行初始化。在前面的学习中一直未讲这个概念，其实如果你未设计构造函数，系统在创建对象时，会自动提供一个默认的构造函数，而它只为对象分配内存空间其他什么也不做。 如果类中的所有数据成员是公有的，可以在定义对象时对其数据成员初始化。例如： class Time{public:int hour;int minute;int sec;};Time t1{15,36,26}; 在一个打括号内顺序列出各个公有数据成员的值，在两个值之间用逗号分隔。注意这只能用于数据成员都是共有的情况。 在前面的例子里，是用成员函数对对象的数据成员赋初值，如果一个类定义了多个对象，对每个对象都要调用成员函数对数据成员赋初值，那么程序就会变得繁琐，所以用成员函数为数据成员赋初值不是一个好办法。 2.构造函数的作用 构造函数用于为对象分配空间和进行初始化，它属于某一个类，可以由系统自动生成。也可以由程序员编写，程序员根据初始化的要求设计构造函数及函数参数。 构造函数是一种特殊的成员函数，在程序中不需要写调用语句，在系统建立对象时由系统自觉调用执行。 构造函数的特点： 构造函数的名字与它的类名必须相同 它没有类型，也不返回值 它可以带参数，也可以不带参数 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;}void set_time();void show_time();private:int hour;int minute;int sec;};int main() {Time t1;t1.set_time();t1.show_time();Time t2;t2.show_time();return 0;}void Time::set_time() {cin >> hour;cin >> minute;cin >> sec;}void Time::show_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;} 在类Time中定义了构造函数Time，它与所在的类同名。在建立对象时自动执行构造函数，该函数的作用是为对象中的每个数据成员赋初值0。注意只有执行构造函数时才能为数据成员赋初值。 程序运行时首先建立对象t1，并对t1中的数据成员赋初值0，然后执行t1.set_time函数，从键盘输入新值给对象t1的数据成员，再输出t1的数据成员的值。接着建立对象t2，同时对t2中的数据成员赋初值0，最后输出t2的数据成员的初值。程序运行情况如下： 也可以在类内声明构造函数然后在类外定义构造函数。将程序修改为Time();然后在类外定义构造函数： Time::Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;} 关于构造函数的使用，说明如下： 什么时候调用构造函数？当函数执行到对象定义语句时建立对象，此时就要调用构造函数，对象就有了自己的作用域，对象的生命周期开始了。 构造函数没有返回值，因此不需要在定义中声明类型。 构造函数不需要显式地调用，构造函数是在建立对象时由系统自动执行的，且只执行以此。构造函数一般定义为public。 在构造函数中除了可以对数据成员赋初值，还可以使用其他语句。 如果用户没有定义构造函数，C++系统会自动生成一个构造函数，而这个函数体是空的，不执行初始化操作。 3.带形参数的构造函数 （1）含义 可以采用带形参数的构造函数，在调用不同对象的构造函数时，从外边将不同的数据传递给构造函数，实现不同对象的初始化。 构造函数的首部的一般格式为：构造函数名（类型 形参1，类型 形参2，……）。在定义对象时指定实参，定义对象的格式为：类名 对象名（实参1，实参2，……）。 （2）【例3.2】 有两个长方柱，其长、宽、高分别为：（1）12，25，30（2）15，30，21编写程序，在类中用带参数的构造函数，计算它们的体积。 分析：可以在类中定义一个计算长方体体积的成员函数计算对象的体积。 include<iostream>using namespace std;class Box{public:Box(int,int,int); //声明int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h,int w,int len) //长方体构造函数{height=h;width=w;length=len;}int Box::volume() //计算长方体体积{return(heightwidthlength);}int main(){Box box1(12,25,30); //定义对象box1cout<<"box1体积="<<box1.volume()<<endl;Box box2(15,30,21); //定义对象box2cout<<"box2体积="<<box2.volume()<<endl;return 0;} 【注】 带形参的构造函数在定义对象时必须指定实参 用这种方法可以实现不同对象的初始化 4.用参数初始化表对数据成员初始化 C++提供了参数初始化表的方法对数据成员初始化。这种方法不必再构造函数内对数据成员初始化，在函数的首部就能实现数据成员初始化。 函数名(类型1 形参1，类型2 形参2): 成员名1(形参1),成员名2(形参2){ } 功能：执行构造函数时，将形参1的值赋予成员1，将形参2的值赋予成员2，形参的值由定义对象时的实参值决定。此时定义对象的格式依然是带实参的形式：类名 对象名(实参1,实参2); 例：定义带形参初始化表的构造函数 Box::Box(int h,int w,int len):height(h),width(w),length(len){}//定义对象:Box box1(12,25,30);//……Box box2(15,30,21); 5.构造函数的重载 （1）含义 构造函数也可以重载。一个类可以有多个同名构造函数，函数参数的个数、参数的类型各不相同。 （2）【例3.3】 在【例3.2】的基础上定义两个构造函数，其中一个无参数，另一个有参数 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box();Box(int h, int w, int len): height(h), width(w), length(len) {}int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box() {height = 10;width = 10;length = 10;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1;cout << "box1 体积" << box1.volume() << endl;Box box2(15, 30, 25);cout << "box2 体积" << box2.volume() << endl;return 0;} （3）说明 不带形参的构造函数为默认构造函数，每个类只有一个默认构造函数，如果是系统自动给的默认构造函数，其函数体是空的 虽然每个类可以包含多个构造函数，但是创建对象时，系统仅执行其中一个 6.使用默认参数值的构造函数 （1）含义 C++允许在构造函数里为形参指定默认值，如果创建对象时，未给出相应的实参时，系统将用形参的默认值为形参赋值。 （2）格式 函数名（类型 形参1=常数，类型 形参2=常数，……）； （3）【例3.4】 将【例3.3】中的构造函数改用带默认值的参数，长、宽、高的默认值都是10 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int w = 10, int h = 10, int len = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int w, int h, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1;cout << "box1 体积" << box1.volume() << endl;Box box2(15);cout << "box2 体积" << box2.volume() << endl;Box box3(15, 30);cout << "box3 体积" << box3.volume() << endl;Box box4(15, 30, 20);cout << "box4 体积" << box4.volume() << endl;return 0;} （4）说明 如果在类外定义构造函数，应该在声明构造函数时指定默认参数值，再定以函数时不再指定默认参数值 在声明构造函数时，形参名可以省略。例如：Box(int 10,int 10,int 10); 如果构造函数的所有形参都指定了默认值，在定义对象时，可以指定实参也可不指定实参。由于不指定实参也可以调用构造函数，因此全部形参都指定了默认值的构造函数也属于默认构造函数。为了避免歧义，不允许同时定义不带形参的构造函数和全部形参都指定默认值的构造函数。 不能同时使用重载构造函数和带默认值的构造函数 二、析构函数 1.含义 析构函数也是个特殊的成员函数，它的作用与构造函数相反，当对象的生命周期结束时，系统自动调用析构函数，收回对象占用的内存空间。 2.执行析构函数的时机 在一个函数内定义的对象当这个函数结束时，自动执行析构函数释放对象 static局部对象要到main函数结束或执行exit命令时才自动执行析构函数释放对象 全局对象（在函数外定义的对象）当main函数结束或执行exit命令时自动执行析构函数释放对象 如果用new建立动态对象，用delete时自动执行析构函数释放对象 3.特征 以~符号开始后跟类名 析构函数没有数据类型、返回值、形参。由于没有形参所以析构函数不能重载。一个类只有一个析构函数 如果程序员没有定义析构函数，C++编译系统会自动生成一个析构函数 【注】析构函数除了释放对象（资源）外，还可以执行程序员在最后一次适用对象后希望执行的任何操作。例如输出有关的信息。 4.【例3.5】包含构造函数和析构函数的C++程序 include <iostream>include <string>using namespace std;class Student {public:Student(int n, string nam, char s) {num = n;name = nam;sex = s;cout << "Constructor called." << endl;}~Student() {cout << "Destructor called." << endl;}void display() {cout << "num:" << num << endl;cout << "name:" << name << endl;cout << "sex:" << sex << endl;}private:int num;string name;char sex;};int main() {Student stud1(10010, "wang_li", 'f');stud1.display();Student stud2(10011, "zhang_han", 'm');stud2.display();return 0;}//main函数前声明的类其作用域是全局的 三、调用构造函数和析构函数的顺序 1.同一类存储类别的对象 一般情况下，调用析构函数的次序与调用构造函数的次序恰好相反：最先调用构造函数的对象，最后调用析构函数；最后调用构造函数的对象，最先调用析构函数。可简记为：先构造的后析构，后构造的先析构。它相当于一个栈，后进先出。 2.全局范围内定义的对象 在全局范围内定义的对象（在所有函数之外定义的对象），在文件中的所有函数（包括主函数）执行前调用构造函数。当主函数结束或执行exit函数时，调用析构函数。 3.局部自动对象 如果定义局部自动对象（在函数内定义对象），在创建对象时调用构造函数。如多次调用对象所在的函数，则每次创建对象时都调用构造函数。在函数调用结束时调用析构函数。 4.静态局部对象 如果在函数中定义静态局部对象，则在第一次调用该函数建立对象时调用构造函数，但在主函数结束或调用exit函数时才调用析构函数。 5.例 void fun(){student st1; //定义局部自动对象static student st2; //定义静态局部对象...} 对象st1是每次调用函数fun时调用构造函数。在函数fun结束时调用析构函数。 对象st2是第一次调用函数fun时调用构造函数，在函数fun结束时并不调用析构函数，到主函数结束时才调用析构函数 四、对象数组 1.含义 类是一种特殊的数据类型，它当然是C++的合法类型，自然可以定义对象数组。在一个对象数组中各个元素都是同类对象。例如一个班级有50个同学，每个学生有学号、年龄、成绩等属性，可以为这个班级建立一个对象数组，数组包括了50个元素：student std[50];。 可以这样建立构造函数：student::student(int 1001,int 18,int 60);。 在建立数组时，同样要调用构造函数。上面的数组有50个元素，要调用50次构造函数。如果构造函数有多个参数，C++要求：在等号后的花括号中为每个对象分别写出构造函数并指定实参。格式为： student st[n]={ student(实参1,实参2,实参3); …… student(实参1,实参2,实参3); }； 假定对象有三个数据成员：学号、年龄、成绩。下面定义有三个学生的对象数组： student st[3]={ student(1001,18,87); student(1002,19,76); student(1003,18,80); }；//构造函数带实参 在建立对象数组时，分别调用构造函数，对每个对象初始化。每个元素的实参用括号括起来，实参的位置与构造函数形参的位置一一对应，不会混淆。 2.【例3.6】 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int h = 10, int w = 12, int len = 15): height(h), width(w), length(len) {} //int volume();private:int height;int width;int length;};int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box a[3] = {Box(10, 12, 15), Box(15, 18, 20), Box(16, 20, 26)};cout << "a[0]的体积是" << a[0].volume() << endl;cout << "a[1]的体积是" << a[1].volume() << endl;cout << "a[2]的体积是" << a[2].volume() << endl;return 0;}//每个数组元素是一个对象 五、对象指针 指针的含义是内存单元的地址，可以指向一般的变量，也可以指向对象。 1.指向对象的指针 对象要占据一片连续的内存空间，CPU实际都是按地址访问内存，所以对象在内存的其实地址是CPU确定对象在内存中位置的依据。这个起始地址称为对象指针。 C++的对象也可以参加取地址运算：&对象名。运算的结果是该对象的起始地址，也称对象的指针，要用与对象类型相同的指针变量保存运算的结果。 C++中定义对象的指针变量与定义其他的指针变量相似，格式如下：类名 变量名表。类名表示对象所属的类，变量名按标识符规则取名，两个变量名之间用逗号分隔。定义好指针变量后，必须先给赋予合法的地址后才能使用。 例如定义如下一个类： class Time {public:Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;}void set_time();void show_time();private:int hour;int minute;int sec;};void Time::set_time() {cin >> hour;cin >> minute;cin >> sec;}void Time::show_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;} 在此基础上，有如下语句： Time pt; //定义pt是指向Time类对象的指针Time t1; //定义Time类对象t1pt=&t1; //将对象t1的地址赋予pt 程序在此基础上就可以用指针变量访问对象的成员。 (pt).hour;pt->hour;(pt).show_time();pt->show_time(); 2.指向对象成员的指针 （1）含义 对象由成员组成。对象占据的内存区是各个数据成员占据的内存区的总和。对象成员也有地址，即指针。这指针分指向数据成员的指针和指向成员函数的指针。 （2）指向对象公有数据成员的指针 定义数据成员的指针变量：数据类型 指针变量名（这里的数据类型是数据成员的数据类型） 计算公有数据成员的地址：&对象名.成员名 Time t1;int p1; //定义一个指向整型数据的指针变量p1=&t1.hour; //假定hour是公有成员cout<<p1<<endl; （3）指向对象成员函数的指针 定义指向成员函数的指针变量：数据类型(类名::变量名)(形参表); 数据类型是成员函数的类型；类名是对象所属的类；变量名按标识符取名；形参表：指定成员函数的形参表（形参个数、类型） 取成员函数的地址：&类名::成员函数名 给指针变量赋初值：指针变量名=&类名::成员函数名; 用指针变量调用成员函数：(对象名.指针变量名)([实参表]); 对象名：指定调用成员函数的对象；：明确其后的是一个指针变量；实参表：与成员函数的形参表对应，如无形参，可以省略实参表 （4）【例3.7】有关对象指针的使用方法 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);int hour;int minute;int sec;void get_time();};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void Time::get_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;}int main() {Time t1(10, 13, 56);int p1 = &t1.hour; //定义指向数据成员的指针p1cout << p1 << endl;t1.get_time(); //调用成员函数Time p2 = &t1; //定义指向对象t1的指针p2p2->get_time(); //用对象指针调用成员函数void(Time::p3)(); //定义指向成员函数的指针p3 = &Time::get_time; //给成员函数的指针赋初值(t1.p3)(); //用指向成员函数的指针调用成员函数return 0;} 【注】代码的34，35行可合并为：void(Time::p3)=&Time::get_time; 3.this指针 一个类的成员函数只有一个内存拷贝。类中不论哪个对象调用某个成员函数，调用的都是内存中同一个成员函数代码。例如Time类一个成员函数： void Time::get_time(){cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;}t1.get_time();t2.get_time(); 当不同对象的成员函数访问数据成员时，怎么保证访问的就是指定对象的数据成员？其实每个成员函数中都包含一个特殊的指针，他的名字是this指针。它是指向本类对象的指针。当对象调用成员函数时，它的值就是该对象的起始地址。所以为了区分不同对象访问成员函数，语法要求的调用成员函数的格式是：对象名.成员函数名(实参表)。从语法上明确是对象名所指的对象调用成员函数。This指针是隐式使用的，在调用成员函数时C++把对象的地址作为实参传递给this指针。例如成员函数定义如下： int Box::volume(){return(heightwidthlength);} C++编译成： int Box::volume(this){return(this->heightthis->widththis->length);} 对于计算长方体体积的成员函数volume，当对象调用它时，就把对象地址给this指针，编译程序将的地址作为实参调用成员函数：a.volume(&a);。实际上函数是计算(this->height)(this->width)(this->length)，这时就等价计算(a.height)(a.width)(a.length)。 可以用(this)表示调用成员函数的对象。(this)就是this所指的对象。如前面的计算长方体体积的函数中return语句可以写成：return((this).height(this).width(this).length);注意，this两侧的括号不能省略。 C++通过编译程序，在对象调用成员函数时，把对象的地址赋予this指针，用this指针指向对象，实现了用同一个成员函数访问不同对象的数据成员。 六、共用数据的保护 如果既希望数据在一定范围内共享，又不愿它被随意修改，从技术上可以把数据指定为只读型的。C++提供const手段，将数据、对象、成员函数指定为常量，从而实现了只读要求，达到保护数据的目的。 1.常对象 定义格式： const 类名 对象名（实参表）;或 类名 const 对象名（实参表）; 把对象定义为常对象，对象中的数据成员就是常变量，在定义时必须带实参作为数据成员的初值，在程序中不允许修改常对象的数据成员值。 如果一个常对象的成员函数未被定义为常成员函数（除构造函数和析构函数外），则对象不能调用这样的函数。 const Time t1(10,16,36);t1.get_time();//错误，不能调用 为了访问常对象中的数据成员，要定义常成员函数。 void get_time() const 如果在常对象中要修改某个数据成员，C++提供了指定可变的数据成员方法。 格式：mutable 类型 数据成员 在定义数据成员时加mutable后，将数据成员声明为可变的数据成员，就可以用声明为const的成员函数修改它的值。 2.常对象成员 可以在声明普通对象时将数据成员或成员函数声明为常数据成员或常成员函数。 （1）常数据成员 格式： const 类型 数据成员名 将类中的数据成员定义为具有只读的性质。注意只能通过带参数初始表的构造函数对常数据成员进行初始化。例如： const int hour;Time::Time(int h){hour=h;...//错误}Time::Time(int h):hour(h){}//正确 在类中声明了某个常数据成员后，该类中每个对象的这个数据成员的值都是只读的，而每个对象的这个数据成员的值可以不同，由定义对象时给出。 （2）常成员函数 定义格式：类型 函数名 （形参表）const const是函数类型的一部分，在声明函数原型和定义函数时都要用const关键字。 【注1】const是函数类型的一个组成部分，因此在函数的实现部分也要使用关键字const。常成员函数不能修改对象的数据成员，也不能调用该类中没有由关键字const修饰的成员函数，从而保证了在常成员函数中不会修改数据成员的值。如果一个对象被说明为常对象，则通过该对象只能调用它的常成员函数。 【注2】一般成员函数可以访问或修改本类中非const数据成员。而常成员函数只能读本类中的数据成员，而不能写他们。 数据成员 非const成员函数 const成员函数 非const的数据成员 可以引用，也可以改变值 可以引用，但不可以改变值 const数据成员 可以引用，但不可以改变值 可以引用，但不可以改变值 const对象的数据成员 不允许引用和改变值 可以引用，但不可以改变值 常成员函数的使用： 如果类中有部分数据成员的值要求为只读，可以将它们声明为const，这样成员函数只能读这些数据成员的值，但不能修改它们的值 如果所有数据成员的值为只读，可将对象声明为const，在类中必须声明const成员函数，常对象只能通过常成员函数读数据成员 常对象不能调用非const成员函数 【注】如果常对象的成员函数未加const，编译系统将其当作非const成员函数；常成员函数不能调用非const成员函数 3.指向对象的常指针 如果在定义指向对象的指针时，使用了关键字const，他就是一个常指针，必须在定义时对其初始化，并且在程序运行中不能再修改指针的值。 格式：const 指针变量名=对象地址 Time t1(10,12,15),t2;Time const p1=&t1;//在此后，不能修改p1Time const p1=&t2;//错误语句 指向对象的常指针，在程序运行中始终指向的是同一个对象。即指针变量的值始终不变，但它所指对象的数据成员值可以修改。当需要将一个指针变量固定地与一个对象相联系时，就可将指针变量指定为const。往往用常指针作为函数的形参，目的是不允许在函数中修改指针变量的值，让它始终指向原来的对象。 4.指向常对象的指针变量 5.对象的常引用 （1）含义 前面学过引用是传递参数的有效方法。用引用形参时，形参变量与实参变量是同一个变量，在函数内修改引用形参也就是修改实参变量。如果用引用形参又不想让函数修改实参，可以使用常引用机制。 （2）格式 const 类名 &形参变量名 （3）【例3.8】对象的引用 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void fun(Time &t) {t.hour = 18;}int main() {Time t1(10, 13, 56);fun(t1);cout << t1.hour << endl;return 0;} //如果用引用形参又不想让函数修改实参，可以使用常引用机制include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);void fun(int &t) {hour = t;t = 18;}int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}int main(int argc, char argc[]) {int x = 15;Time t1(10, 13, 56);t1.fun(x);cout << t1.hour << endl;cout << x << endl;return 0;} 6.const型数据小结 七、对象的动态建立与释放——动态建立对象 C++提供了new和delete运算符，实现动态分配、回收内存。他们也可以用来动态建立对象和释放对象。 格式：new 类名; 功能：在堆里分配内存，建立指定类的一个对象。如果分配成功，将返回动态对象的起始地址（指针）；如不成功，返回0.为了保存这个指针，必须事先建立以类名为类型的指针变量。 格式：类名 指针变量名 Box pt;pt=new Box;//如果分配成功，就可以用指针变量pt访问动态对象的数据成员cout<<pt->height;cout<<pt->volume(); 当不再需要使用动态变量时，必须用delete运算符释放内存。 格式：delete 指针变量（存放的是用new运算返回的指针） 八、对象的赋值和复制 1.对象的赋值 （1）含义 如果一个类定义了两个或多个对象，则这些同类对象之间可以相互赋值。这里所指的对象的值含义是对象中所有数据成员的值。对象1、对象2都是已建立好的同类对象。 格式：对象1=对象2； （2）【例3.9】对象的赋值 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int = 10, int = 10, int = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h, int w, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1(15, 30, 25), box2;cout << "box1 体积=" << box1.volume() << endl;box2 = box1;cout << "box2 体积=" << box2.volume() << endl;return 0;} （3）说明 对象的赋值只对数据成员操作 数据成员中不能含有动态分配的数据成员 2.对象的复制 （1）含义 对象赋值的前提是对象1和对象2是已经建立的对象。C++还可以按照一个对象克隆出另一个对象（从无到有），这就是复制对象。复制对象是创建对象的另一种方法（以前学过的是定义对象）。创建对象必须调用构造函数，复制对象要调用复制构造函数。以Box类为例，复制构造函数的形式是： Box::Box(const Box &b){height=b.height;width=b.width;length=b.length;} 复制构造函数只有一个参数，这个参数是本类的对象，且采用引用对象形式。为了防止修改数据，加const限制。构造函数的内容就是将实参对象的数据成员值赋予新对象对应的数据成员，如果程序中未定义复制构造函数，编译系统将提供默认的复制构造函数，复制类中的数据成员。 复制对象有两种格式： 类名 对象2（对象1）；按对象1复制对象2 类名 对象2=对象1，对象3=对象1，……按对象1复制对象2、对象3 （2）【例】用复制对象的方法创建Box类的对象（用默认复制构造函数） //include "stdafx.h"include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int = 10, int = 10, int = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h, int w, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1(15, 30, 25);cout << "box1 体积=" << box1.volume() << endl;//Box box2=box1,box3=box2;Box box2(box1), box3(box2);cout << "box2 体积=" << box2.volume() << endl;cout << "box3 体积=" << box3.volume() << endl;return 0;} （3）说明 在以下情况调用复制构造函数： 在程序里用复制对象格式创建对象 当函数的参数是对象。调用函数时，需要将实参对象复制给形参对象，在此系统将调用复制构造函数 void fun(Box b){...}int main(){Box box1(12,15,18);fun(box1);return 0;} 在函数返回值是类的对象时，需要将函数里的对象复制一个临时对象当作函数值返回 Box f(){Box box1(12,15,18);return box1;}int main(){Box box2;box2=f();} 九、静态成员 C++用const保护数据对象不被修改，在实际中还需要共享数据，C++怎样提供数据共享机制？C++静态成员、友元实现对象之间、类之间的数据共享。 1.静态数据成员 （1）定义格式 static 类型 数据成员名 class Box{public:Box(int=10,int=10,int=10);int volume();private:static int height;int width;int length;}; （2）特性 设Box有n个对象box1..boxn。这n个对象的height成员在内存中共享一个整型数据空间。如果某个对象修改了height成员的值，其他n-1个对象的height成员值也被改变，从而达到n个对象共享height成员值的目的。 （3）说明 由于一个类的所有对象共享静态数据成员，所以不能用构造函数为静态数据成员初始化，只能在类外专门对其初始化。如果程序未对静态数据成员赋初值，则编译系统自动用0为它赋初值 格式：数据类型 类名::静态数据成员名=初值； 即可已用对象名引用静态成员，也可以用类名引用静态成员 静态数据成员在对象外单独开辟内存空间，只要在类中定义了静态成员，即使不定义对象，系统也为静态成员分配内存空间，可以被引用 在程序开始时为静态成员分配内存空间，直到程序结束才释放内存空间 静态数据成员作用域是它的类的作用域（如果在一个函数内定义类，他的静态数据成员作用域就是这个函数）在此范围内可以用“类名::静态成员名”的形式访问静态数据成员 （4）【例3.10】引用静态数据成员 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int, int);int volume();static int height;int width;int length;};Box::Box(int w, int len) {width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int Box::height = 10;int main() {Box a(15, 20), b(25, 30);cout << a.height << endl;cout << b.height << endl;cout << Box::height << endl;cout << a.volume() << endl;cout << b.volume() << endl;return 0;} 2.静态成员函数 （1）含义 C++提供静态成员函数，用它访问静态数据成员，静态成员函数不属于某个对象而属于类。 类中的非静态成员函数可以访问类中所有数据成员；而静态成员函数可以直接访问类的静态成员，不能直接访问非静态成员。 静态成员函数定义格式： static 类型 成员函数（形参表）{……} 调用公有静态成员函数格式： 类名::成员函数（实参表） 引用方式 静态数据成员 非静态数据成员 静态成员函数 成员名 对象名.成员名 非静态成员函数 成员名 成员名 【注】静态成员函数不带this指针，所以必须用对象名和成员运算符.访问非静态成员；而普通成员函数有this指针，可以在函数中直接引用成员名。 （2）【例3.11】关于引用非静态成员和静态成员的具体方法 class Student {private:int num;int age;float score;static float sum;static int count;public:Student(int, int, int);void total();static float average();};Student::Student(int m, int a, int s) {num = m;age = a;score = s;}void Student::total() {sum += score;count++;}float Student::average() {return (sum / count);}float Student::sum = 0;int Student::count = 0;int main() {Student stud[3] = {Student(1001, 18, 70), Student(1002, 19, 79), Student(1005, 20, 98)};int n;cout << "请输入学生的人数：";cin >> n;for (int i = 1; i < n; i++)stud[i].total();cout << n << "个学生的平均成绩是："cout << Student::average() << endl;return 0;} （3）【例】具有静态数据成员的point类 include <iostream>using namespace std;class Point {private:int X, Y;static int countP;public:Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;countP++;}Point(Point &p); //复制构造函数int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}int GetC() {cout << "Object id=" << countP << endl;return 0;} };Point::Point(Point &p) {X = p.X;Y = p.Y;countP++;}int Point::countP = 0;int main() {Point A(4, 5);cout << "Point A," << A.GetC() << "," << A.GetY();A.GetC();Point B(A);cout << "Point B," << B.GetC() << "," << B.GetY();B.GetC();return 0;} （4）静态成员函数举例 include <iostream>using namespace std;class application {private:static int global;public:static void f();static void g();};int application::global = 0;void application::f() {global = 5;}void application::g() {cout << global << endl;}int main() {application::f();application::g();return 0;} class A{private:int x; //非静态成员public:static void f(A a);};void A::f(A a){cout<<x; //对x的引用是错误的cout<<a.x; //正确} （5）具有静态数据、函数成员的Point类 include <iostream>using namespace std;class Point { //point类声明private: //私有数据成员int X, Y;static int countP;public: //外部接口Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;countP++;}Point(Point &p); //复制构造函数int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}static int GetC() {cout << "Object id=" << countP << endl;return 0;} };Point::Point(Point &p) {X = p.X;Y = p.Y;countP++;}int Point::countP = 0;int main() //主函数实现{ Point A(4, 5); //声明对象Acout << "Point A," << A.GetC() << "," << A.GetY();A.GetC(); //输出对象号，对象名引用Point B(A); //声明对象Bcout << "Point B," << B.GetC() << "," << B.GetY();Point::GetC(); //输出对象号，类名引用return 0;} （6）静态成员函数、静态数组及其初始化 include <iostream>include <stdio.h>using namespace std;class A {static int a[20];int x;public:A(int xx = 0) {x = xx;}static void in();static void out();void show() {cout << "x=" << x << endl;} };int A::a[20] = {0, 0};void A::in() {cout << "input a[20]:" << endl;for (int i = 0; i < 20; ++i)cin >> a[i];}void A::out() {for (int i = 0; i < 20; ++i)cout << "a[" << i << "]=" << a[i] << endl;}int main() {A::in();A::out();A a;a.out();a.show();return 0;} 十、友元 除了在同类对象之间共享数据外，类和类之间也可以共享数据。类的私有成员只能被类的成员函数访问，但是有时需要在类的外部访问类的私有成员，C++通过友元的手段实现这一特殊要求。友元可以是不属于任何类的一般函数，也可以是另一个类的成员函数，还可以是整个的一个类（这个类中的所有成员函数都可以成为友元函数）。 友元是C++提供的一种破坏数据封装和数据隐藏的机制。为了保证数据的完整性及数据封装与隐藏的原则，建议尽量不使用或少使用友元。 1.友元函数 （1）含义 如果在A类外定义一个函数（它可以是另一个类的成员函数，也可以是一个普通函数），在A类中声明该函数是A的友元函数后，这个函数就能访问A类中的所有成员。 （2）格式 friend 类型 类1::成员函数x(类2 &对象); friend 类型 函数y(类2 &对象); //类1是另一个类的类名，类2是本类的类名 功能：第一种形式在类2中声明类1的成员函数x为友元函数。第二种形式在类2中声明一个普通函数y是友元函数。 友元函数内访问对象的格式： 对象名.成员名 因为友元不是成员函数，它不属于类，所以它访问对象时必须冠以对象名。定义友元函数时形参通过定义引用对象，这样在友元函数内就能访问实参对象了。 （3）【例3.12】将普通函数声明为友元函数 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);friend void display(Time &);private:int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void display(Time &t) {cout << t.hour << ":" << t.minute << ":" << t.sec << endl;}int main() {Time t1(10, 13, 56);display(t1);return 0;} 【例】使用友元函数计算两点距离 include <iostream>include <cmath>using namespace std;class Point {public:Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;}int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}friend double Distance(Point &a, Point &b);private:int X, Y;};double Distance(Point &a, Point &b) {double dx = a.X - b.X;double dy = b.Y - b.Y;return sqrt(dx dx + dy dy);}int main() {Point p1(3.0, 5.0), p2(4.0, 6.0);double d = Distance(p1, p2);cout << "The distance is " << d << endl;return 0;} include <iostream>include <math.h>using namespace std;class TPoint {private:double x, y;public:TPoint(double a, double b) {x = a;y = b;cout << "点：（" << x << "," << y << "）" << endl;}friend double distance(TPoint &a, TPoint &b) {return sqrt((a.x - b.x) (a.x - b.x) + (a.y - b.y) (a.y - b.y));} };int main(int argc, char argv[]) {TPoint myp1(2.1, 1.3), myp2(5.4, 6.5);cout << "两点之间的距离为：";cout << distance(myp1, myp2) << endl;return 0;} （4）友元成员函数 【例3.13】将成员函数声明为友元函数 例子中有两个类Time和Date。其中Time类里定义了成员函数void display(Date &)，他除了显示时间外还要显示日期，这个日期通过引用形参访问。在Date类中将Time类的display成员函数定义为友元函数，允许display访问Date类的所有私有数据成员。 include <iostream>using namespace std;class Date;class Time {private:int hour;int minute;int sec;public:Time(int, int, int);void display(const Date &);};class Date {private:int month;int day;int year;public:Date(int, int, int);friend void Time::display(const Date &);};Time::Time(int h, int m, int s) hour = h;minute = m;sec = s;}void Time::display(const Date &da) {cout << da.month << "/" << da.day << "/" << da.year << endl;cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;}Date::Date(int m, int d, int y) {month = m;day = d;year = y;}int main() {Time t1(10, 13, 56);Date d1(12, 25, 2004);t1.display(d1);return 0;} 【注1】友元是单向的，此例中声明Time的成员函数display是Date类的友元，允许它访问Date类的所有成员，但不等于说Date类的成员函数也是Time类的友元。 【注2】一个函数（包括普通函数和成员函数）可以被多个类声明为“朋友”，这样就可以引用多个类中的私有数据 【注3】例如可以将例3.13程序中的display函数作为类外的普通函数，分别在Time和Date类中将display声明为友元。Display就可以分别引用Time和Date类的对象的私有数据成员。输出年月日和时分秒。 2.友元类 C++允许将一个类声明为另一个类的友元。假定A类是B类的友元类，A类中所有的成员函数都是B类的友元函数，在B类中声明A类为友元类的格式：friend A; 【注1】友元关系是单向的，不是双向的 【注2】友元关系不能传递 【注3】实际中一般不把整个类声明友元类，而只是将确有需要的成员函数声明为友元函数 include <iostream>include <math.h>using namespace std;class B;class A {private:int x;public:A() {x = 3;}friend class B;};class B {public:void disp1(A temp) {temp.x++;cout << "disp1:x" << temp.x << endl;}void disp2(A temp) {temp.x--;cout << "disp2:x" << temp.x << endl;} };int main(int argc, char argv[]) {A a;B b;b.disp1(a);b.disp2(a);return 0;} class Student; //前向声明，类名声明class Teacher{privated:int noOfStudents;Student pList[100];public:void assignGrades(Student &s); //赋成绩void adjustHours(Student &s); //调整学时数};class Student{privated:int hours;float gpa;public:friend class Teacher;};void Teacher::assignGrades(Student &s){...};void Teacher::adjustHours(Student &s){...}; //函数定义必须在Student定义之后 十一、类模板 1.含义 对于功能相同而只是数据类型不同的函数，不必须定义出所有函数，我们定义一个可对任何类型变量操作的函数模板。对于功能相同的类而数据类型不同，不必定义出所有类，只要定义一个可对任何类进行操作的类模板。 例如定义比较两个整数的类和比较两个浮点数的类，这两个类做的工作是相似的，所以可以用类模板，减少工作量。 class Compare_int{private:int x,y;public:Compare_int(int a,int b){x=a;y=b;}int max(){return (x>y)?x:y;}int min(){return (x<y)?x:y;} };class Compare_float{private:float x,y;public:Compare_float(float a,float b){x=a;y=b;}float max(){return (x>y)?x:y;}float min(){return (x<y)?x:y;} }; 2.定义类模板的格式 template <class 类型参数名> class 类模板名 {……} 类型参数名：按标识符取名。如有多个类型参数，每个类型参数都要以class为前导，两个类型参数之间用逗号分隔 类模板名：按标识符取名 类模板{...}内定义数据成员和成员函数的规则：用类型参数作为数据类型，用类模板名作为类 template<class numtype>class Compare{private:numtype x,y;public:Compare(numtype a,numtype b){x=a,y=b;}numtype max(){return (x>y)?x:y;}numtype min(){return (x<y)?x:y;} }; 3.在类模板外定义成员函数的语法 类型参数 类模板名<类型参数>::成员函数名（形参表）{……} 例如在类模板外定义max和min成员函数 template<class numtype>class Compare{public:Compare(numtype a,numtype b){x=a,y=b;}numtype max();numtype min();private:numtype x,y;};numtype Compare<numtype>::max(){return(x>y)?x:y;}numtype Compare<numtype>::min(){return(x<y)?x:y;} 4.使用类模板时，定义对象的格式 类模板名 <实际类型名>对象名； 类模板名 <实际类型名>对象名（实参表）； 例如：Compare <int>cmp2(4,7) 在编译时， 编译系统用int取代类模板中的类型参数numtype，就把类模板具体化了。这时Compare<int>将相当于Compare_int类。 5.【例3.14】声明类模板，实现两个整数、浮点数和字符的比较，求出大数和小数 include <iostream>using namespace std;template<class numtype>class Compare {private:numtype x, y;public:Compare(numtype a, numtype b) {x = a;y = b;}numtype max() {return (x > y) ? x : y;}numtype min() {return (x < y) ? x : y;} };int main() {Compare<int>cmp1(3, 7);cout << cmp1.max() << "是两个整数中的大数." << endl;cout << cmp1.min() << "是两个整数中的小数." << endl;Compare<float>cmp2(45.78, 93.6);cout << cmp2.max() << "是两个浮点数中的大数." << endl;cout << cmp2.min() << "是两个浮点数中的小数." << endl;Compare<char>cmp3('a', 'A');cout << cmp3.max() << "是两个字符中的大者." << endl;cout << cmp3.min() << "是两个字符中的小者." << endl;return 0;} 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_72318954/article/details/127064376。 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。

...ist 中是否有等待处理的消息(比如写一个 while 循环)。 为了减少通信的消耗，可以 sleep()一段时间再消费，但是会有两个问题: 1、如果生产者生产消息的速度远大于消费者消费消息的速度，List 会占用大量的内存。 2、消息的实时性降低。 list 还提供了一个阻塞的命令:blpop，没有任何元素可以弹出的时候，连接会被阻塞。 基于 list 实现的消息队列，不支持一对多的消息分发。 1.2 发布订阅模式 除了通过 list 实现消息队列之外，Redis 还提供了一组命令实现发布/订阅模式。 这种方式，发送者和接收者没有直接关联(实现了解耦)，接收者也不需要持续尝试获取消息。 1.2.1 订阅频道 首先，我们有很多的频道(channel)，我们也可以把这个频道理解成 queue。订阅者可以订阅一个或者多个频道。消息的发布者(生产者)可以给指定的频道发布消息。只要有消息到达了频道，所有订阅了这个频道的订阅者都会收到这条消息。 需要注意的注意是，发出去的消息不会被持久化，因为它已经从队列里面移除了，所以消费者只能收到它开始订阅这个频道之后发布的消息。 下面我们来看一下发布订阅命令的使用方法。 订阅者订阅频道：可以一次订阅多个，比如这个客户端订阅了 3 个频道。 subscribe channel-1 channel-2 channel-3 发布者可以向指定频道发布消息(并不支持一次向多个频道发送消息): publish channel-1 2673 取消订阅(不能在订阅状态下使用): unsubscribe channel-1 1.2.2 按规则(Pattern)订阅频道 支持 ?和 占位符。? 代表一个字符， 代表 0 个或者多个字符。 消费端 1，关注运动信息: psubscribe sport 消费端 2，关注所有新闻: psubscribe news 消费端 3，关注天气新闻: psubscribe news-weather 生产者，发布 3 条信息 publish news-sport yaoming publish news-music jaychou publish news-weather rain 2、Redis 事务 2.1 为什么要用事务 我们知道 Redis 的单个命令是原子性的(比如 get set mget mset)，如果涉及到多个命令的时候，需要把多个命令作为一个不可分割的处理序列，就需要用到事务。 例如我们之前说的用 setnx 实现分布式锁，我们先 set，然后设置对 key 设置 expire， 防止 del 发生异常的时候锁不会被释放，业务处理完了以后再 del，这三个动作我们就希望它们作为一组命令执行。 Redis 的事务有两个特点: 1、按进入队列的顺序执行。 2、不会受到其他客户端的请求的影响。 Redis 的事务涉及到四个命令:multi(开启事务)，exec(执行事务)，discard (取消事务)，watch(监视) 2.2 事务的用法 案例场景:tom 和 mic 各有 1000 元，tom 需要向 mic 转账 100 元。tom 的账户余额减少 100 元，mic 的账户余额增加 100 元。 通过 multi 的命令开启事务。事务不能嵌套，多个 multi 命令效果一样。 multi 执行后，客户端可以继续向服务器发送任意多条命令，这些命令不会立即被执行，而是被放到一个队列中，当 exec 命令被调用时，所有队列中的命令才会被执行。 通过 exec 的命令执行事务。如果没有执行 exec，所有的命令都不会被执行。如果中途不想执行事务了，怎么办? 可以调用 discard 可以清空事务队列，放弃执行。 2.3 watch命令 在 Redis 中还提供了一个 watch 命令。 它可以为 Redis 事务提供 CAS 乐观锁行为(Check and Set / Compare and Swap)，也就是多个线程更新变量的时候，会跟原值做比较，只有它没有被其他线程修改的情况下，才更新成新的值。 我们可以用 watch 监视一个或者多个 key，如果开启事务之后，至少有一个被监视 key 键在 exec 执行之前被修改了，那么整个事务都会被取消(key 提前过期除外)。可以用 unwatch 取消。 2.4 事务可能遇到的问题 我们把事务执行遇到的问题分成两种，一种是在执行 exec 之前发生错误，一种是在执行 exec 之后发生错误。 2.4.1 在执行 exec 之前发生错误 比如：入队的命令存在语法错误，包括参数数量，参数名等等(编译器错误)。 在这种情况下事务会被拒绝执行，也就是队列中所有的命令都不会得到执行。 2.4.2 在执行 exec 之后发生错误 比如，类型错误，比如对 String 使用了 Hash 的命令，这是一种运行时错误。 最后我们发现 set k1 1 的命令是成功的，也就是在这种发生了运行时异常的情况下， 只有错误的命令没有被执行，但是其他命令没有受到影响。 这个显然不符合我们对原子性的定义，也就是我们没办法用 Redis 的这种事务机制来实现原子性，保证数据的一致。 3、Lua脚本 Lua/ˈluə/是一种轻量级脚本语言，它是用 C 语言编写的，跟数据的存储过程有点类似。 使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处: 1、一次发送多个命令，减少网络开销。 2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行，不会被其他请求打断，保持原子性。 3、对于复杂的组合命令，我们可以放在文件中，可以实现程序之间的命令集复用。 3.1 在Redis中调用Lua脚本 使用 eval /ɪ’væl/ 方法，语法格式: redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....] eval代表执行Lua语言的命令。 lua-script代表Lua语言脚本内容。 key-num表示参数中有多少个key，需要注意的是Redis中key是从1开始的，如果没有key的参数，那么写0。 [key1key2key3…]是key作为参数传递给Lua语言，也可以不填，但是需要和key-num的个数对应起来。 [value1 value2 value3 …]这些参数传递给 Lua 语言，它们是可填可不填的。 示例，返回一个字符串，0 个参数: redis> eval "return 'Hello World'" 0 3.2 在Lua脚本中调用Redis命令 使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式: redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value command是命令，包括set、get、del等。 key是被操作的键。 param1,param2…代表给key的参数。 注意跟 Java 不一样，定义只有形参，调用只有实参。 Lua 是在调用时用 key 表示形参，argv 表示参数值(实参)。 3.2.1 设置键值对 在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令 redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 gupao 2673 redis> get gupao 以上命令等价于 set gupao 2673。 在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便，也不能实现编辑和复用，通常我们会把脚本放在文件里面，然后执行这个文件。 3.2.2 在 Redis 中调用 Lua 脚本文件中的命令，操作 Redis 创建 Lua 脚本文件: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src vim gupao.lua Lua 脚本内容，先设置，再取值: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src redis-cli --eval gupao.lua 0 得到返回值: root@localhost src] redis-cli --eval gupao.lua 0 "lua666" 3.2.3 案例:对 IP 进行限流 需求：在 X 秒内只能访问 Y 次。 设计思路：用 key 记录 IP，用 value 记录访问次数。 拿到 IP 以后，对 IP+1。如果是第一次访问，对 key 设置过期时间(参数 1)。否则判断次数，超过限定的次数(参数 2)，返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间， key 过期之后，可以再次访问。 KEY[1]是 IP， ARGV[1]是过期时间 X，ARGV[2]是限制访问的次数 Y。 -- ip_limit.lua-- IP 限流，对某个 IP 频率进行限制 ，6 秒钟访问 10 次 local num=redis.call('incr',KEYS[1])if tonumber(num)==1 thenredis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])return 1elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) thenreturn 0 elsereturn 1 end 6 秒钟内限制访问 10 次，调用测试(连续调用 10 次): ./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.8.111 , 6 10 app:ip:limit:192.168.8.111 是 key 值 ，后面是参数值，中间要加上一个空格和一个逗号，再加上一个空格 。 即:./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…] 多个参数之间用一个空格分割 。 代码:LuaTest.java 3.2.4 缓存 Lua 脚本 为什么要缓存 在脚本比较长的情况下，如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端， 会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题，Redis 提供了 EVALSHA 命令，允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本。 如何缓存 Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中，执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容，如果找到了则执行脚本，否则会返回错误:“NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL.” 127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'" "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0 "Hello World" 3.2.5 自乘案例 Redis 有 incrby 这样的自增命令，但是没有自乘，比如乘以 3，乘以 5。我们可以写一个自乘的运算，让它乘以后面的参数： local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行，语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的，这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本，如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环，是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务，Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间，默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后，Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性，因为此时脚本并没有被终止)，而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等)，那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性，如果脚本执行了一部分终止，那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行，要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况，只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快？ 根据官方的数据，Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库，时间复杂度 O(1)。 第二个，要实现这么高的并发性能，是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反，Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程 单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题，例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞 异步非阻塞 I/O，多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了，CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作，我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组，每个字节有一个唯一的地址，这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中，如果 CPU 需要内存，使用物理寻址，直接访问主存储器。 这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中，所有的进程共享主存，如果每个进程都独占一块物理地址空间，主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻，不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存，那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据，导致物理地址空间被破坏，程序运行就会出现异常。 为了解决这些问题，我们就想了一个办法，在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问，而是访问一个虚拟地址，由这个中间层把地址转换成物理地址，最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。 具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候，都会分配一段虚拟地址，然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据，这样进程就不会直接接触到物理地址，甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。 目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。 在 32 位的系统上，虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上，最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位，因为用不到这么大的空间，而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间，也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。 总结：引入虚拟内存，可以提供更大的地址空间，并且地址空间是连续的，使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离，不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间 为了避免用户进程直接操作内核，保证内核安全，操作系统将虚拟内存划分为两部分，一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /，一部分是用户空间(User-space)。 内核是操作系统的核心，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的权限。 内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中，都是对物理地址的映射。 在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。 当进程运行在内核空间时就处于内核态，而进程运行在用户空间时则处于用户态。 进程在内核空间以执行任意命令，调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统接口(又称 system call)，才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然，这些任务实际上并不是真的在同时运行，而是因为系统通过时间片分片算法，在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。 为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。 什么叫上下文? 在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter)，这个叫做 CPU 的上下文。 而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。 在切换上下文的时候，需要完成一系列的工作，这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞 正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作)，但因为某种原因未得到操作系统的立即响应，该进程只能把自己变成阻塞状态，等待相应的事件出现后才被唤醒。 进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理，而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用于指向被打开的文件，所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数，用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝 以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候，如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中，就直接从内存中读取数据。如果数据不存在，则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中，再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝，两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时，如果当前 FD 不可读，系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的，从内核缓冲区拷贝到用户空间，也是阻塞的，直到 copy complete，内核返回结果，用户进程才解除 block 的状态。 为了解决阻塞的问题，我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池，但是在高并发的情况下需要的线程会很多，系统无法承受，而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询，在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O)，这种方式会存在一定的延迟。 能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。 多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。 复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接，而是由内核替应用程序监视文件描述符。 客户端在操作的时候，会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端，I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中，然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher)，转发到不同的事件处理器中。 多路复用有很多的实现，以 select 为例，当用户进程调用了多路复用器，进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket，当任何一个 socket 的数据准备好了，多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作，把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。 所以，I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态，select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用， 提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择，在编译的时 候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的，一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的，在某些情况下需要对占用的内存空间进行回 收。内存回收主要分为两类，一类是 key 过期，一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略 要实现 key 过期，我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的 数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时，才会判断该 key 是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。 例如 String，在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况，每次写入 key 时，发现内存不够，调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期 源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key，并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略，是指当内存使用达到最大内存极限时，需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据，以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0，64 位系统不限制内存，32 位系统最多使用 3GB 内存。 动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU，Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。 LFU，Least Frequently Used，最不常用，4.0 版本新增。 random，随机删除。 如果没有符合前提条件的 key 被淘汰，那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。 动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru，在保证正常服务的情况下，优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理 问题：如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储，消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良，通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU，则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。 问题：如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位，这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。 但是不是获取系统当前的时间戳，而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。 源码：server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron，默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值，它记录的是当前 unix 时间戳。 源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();​struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time，可以提高执行效率。 OK，当对象里面已经有了 LRU 字段的值，就可以评估对象的热度了。 函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度，思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新)，该对象热度越低。 源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位，按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表 示的最大时间的时候，它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下，可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况，如果这种情况 出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。 为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构，消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下，已经能接近传统 LRU 算法了。 问题:除了消耗资源之外，传统 LRU 还有什么问题? 如图，假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次，而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚，在同等的情况下，A 反而先被回收。 问题:要实现基于访问频率的淘汰机制，怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时，其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟，ldt，last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率，简称 counter(logc，logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的，8 位可以表示百万次的访问频率。 对象被读写的时候，lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由，lfu-log-factor 越大，counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减，也不能体现对象的热度。没有被访问的时候，计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制，如果值是 1 的话，N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快，很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机，都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失，Redis 提供了两种持久化的方案，一种是 RDB 快照(Redis DataBase)，一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候，会把当前内存中的数据写入磁盘，生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。 什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf， SNAPSHOTTING，其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。 如果不需要 RDB 方案，注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改 注意上面的配置是不冲突的，只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径，dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题：为什么停止 Redis 服务的时候没有 save，重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发，保证服务器正常关闭。 c)flushall，RDB 文件是空的，没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发 如果我们需要重启服务或者迁移数据，这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器， Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多，会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。 为了解决这个问题，Redis 提供了第二种方式。 执行 bgsave 时，Redis 会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。 具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write)，RDB 持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段，一般时间很短。 用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值 添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器，触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势 一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件，它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候，redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。 二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程，频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份，所以如果 redis 意外 down 掉的话，就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。 如果数据相对来说比较重要，希望将损失降到最小，则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作，并追加到文件中。开启后，执行更改 Redis 数据的命令时，就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置 配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题：数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制，AOF 数据并没有真正地写入硬盘，而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大，怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中，随着 Redis 不断的进行，AOF 的文件会越来越大，文件越大，占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。 例如 set xxx 666，执行 1000 次，结果都是 xxx=666。 为了解决这个问题，Redis 新增了重写机制，当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时，Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集。 可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理，而是直接读取服务器现有的键值对，然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令，生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。 重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中，AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复 重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势 优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率，即使使用默认的同步频率每秒同步一次，Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。 缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis，AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率，默认情况下，每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下，RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较 那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式，我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失，毫无疑问使用 RDB 是最好的，定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。 否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制，而是应该两种一起用，在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。 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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