好的，各位观众老爷，今天咱们来聊聊C++界的“偷梁换柱”大法——系统调用Hooking！这玩意儿听起来玄乎，其实也没那么可怕。简单来说，就是咱们在系统调用发生的时候，截个胡，看看它想干啥，甚至改改它的行为。 一、什么是系统调用？别跟我说你不知道！ 咱们先来个热身，回顾一下什么是系统调用。想象一下，你写的C++程序，想要在硬盘上创建一个文件。程序本身可没这个本事直接和硬盘对话，它需要找“老大哥”——操作系统帮忙。 系统调用就像是程序和操作系统之间的“约定好的接口”。你的程序通过特定的函数（比如open、write、read）发出请求，操作系统接收到请求后，完成相应的工作，然后把结果返回给你的程序。 你可以把系统调用想象成你去餐厅点菜。你（程序）跟服务员（操作系统）说：“我要一份宫保鸡丁（创建文件）！”，服务员收到你的菜单（系统调用），厨房做好菜（操作系统执行），服务员再把菜端给你（返回结果）。 二、为什么要Hook系统调用？还不是为了搞事情！ Hook系统调用，说白了就是“拦截”这些请求，在操作系统真正执行之前或者之后，做一些我们想做的事情。至于为什么要这么做？理由可多了去了： 监控行为 …
C++ GDB / LLDB 调试器脚本编写：自动化复杂调试任务
好的，各位观众老爷，欢迎来到“GDB/LLDB调试器脚本编写：自动化复杂调试任务”专场。今天咱们不讲那些虚头巴脑的理论，直接上干货，教大家怎么用脚本武装你的调试器，让复杂的调试任务变成小菜一碟。 开场白：调试，苦逼程序员的日常 话说程序员这行，一半的时间在写代码，另一半的时间就在Debug。有时候，代码就像个调皮的孩子，你越想找到它出错的地方，它就越跟你捉迷藏。尤其遇到复杂的Bug，那简直就是一场噩梦，让人抓耳挠腮，恨不得把电脑砸了。 但是，别急着砸电脑！咱们还有调试器这个神器。GDB和LLDB就是调试器界的两大扛把子，一个在Linux世界称王称霸，一个在苹果生态如鱼得水。今天，咱们就聊聊怎么用脚本来驯服它们，让它们为你所用，自动化那些繁琐的调试任务。 第一幕：脚本的魅力——解放你的双手 你可能会问：直接用GDB/LLDB命令不香吗？为什么要费劲写脚本？ 嗯，直接用命令当然可以，但那就像用计算器算加减乘除，简单是简单，但遇到复杂的公式，你还不是得敲到手抽筋？ 脚本的优势在于： 自动化： 一次编写，多次使用。把常用的调试流程写成脚本，以后遇到类似的问题，直接运行脚本，省时省力。 可重复性 …
C++ 基于类型擦除的编译期多态：不依赖虚函数表的泛型设计
好的，各位观众老爷们，晚上好！今天咱们来聊点高级货，关于C++中一种叫做“基于类型擦除的编译期多态”的玩意儿。放心，听起来唬人，其实没那么可怕，我尽量用大白话给各位讲明白。 啥是多态？为啥需要类型擦除？ 首先，咱们得搞清楚“多态”是啥意思。简单来说，多态就是“多种形态”，同一个操作，作用在不同的对象上，可以产生不同的结果。 C++实现多态，最常见的方式就是用虚函数和虚函数表。这玩意儿很强大，但也有缺点，那就是运行时决议，需要查虚函数表，性能上会有损耗。而且，你得继承一个基类，这在某些场景下并不方便。 那有没有一种办法，既能实现多态，又不用虚函数表，还能在编译期就确定下来？这就是类型擦除要解决的问题。 类型擦除，顾名思义，就是把类型信息给“擦”掉一部分。但别慌，不是全部擦掉，而是擦掉那些不必要的细节，保留必要的接口。这样，我们就可以用统一的方式来处理不同的类型，而不需要事先知道它们的具体类型。 类型擦除的原理：一个快递的例子 想象一下，你要寄快递，不管你寄的是衣服、鞋子还是砖头，你都只需要告诉快递员两件事： 我要寄东西： 这是一个统一的操作（接口）。 收件地址： 这是必要的信息，快递员需 …
C++ GMP (GNU Multiple Precision Arithmetic Library)：大整数运算与 TMP 结合
好的，各位观众老爷，大家好！今天咱们来聊聊一个既高大上又实用的话题：C++ GMP (GNU Multiple Precision Arithmetic Library) 大整数运算与 TMP (Template Metaprogramming) 的完美结合。 开场白：别让你的整数溢出，人生也是！ 话说，咱们写代码的，最怕啥？除了Bug，那就是整数溢出！辛辛苦苦算了一晚上，结果来个负数，或者直接变成0，那感觉，就像煮熟的鸭子飞了，到手的奖金没了，简直想砸电脑！ 所以，当我们需要处理超大整数，大到long long都Hold不住的时候，GMP就闪亮登场了！它能让你随心所欲地进行大整数运算，妈妈再也不用担心我的整数溢出了！ 但是，光有GMP还不够，如果每次算个大整数都要写一大堆GMP的函数调用，那也太Low了。这时候，TMP就该出来耍耍了，它可以把一些计算在编译期就搞定，既能简化代码，又能提高效率，简直是居家旅行、杀人越货之必备良品！ 第一部分：GMP基础入门：像玩积木一样玩大整数 首先，咱们来认识一下GMP这位老朋友。GMP是一个开源的、免费的、高性能的大整数运算库，支持C和C++。它能 …
继续阅读“C++ GMP (GNU Multiple Precision Arithmetic Library)：大整数运算与 TMP 结合”
C++ Boost.Hana：一个强大的编译期元编程库的深入学习
好的，各位观众老爷，今天咱们来聊聊C++ Boost.Hana这个“编译期魔法棒”。这玩意儿可不是变魔术的，但它能让你的C++代码在编译的时候就干掉一大堆脏活累活，提高效率，减少运行时错误，还能让你的代码更优雅，更有逼格，简直是C++程序员的居家旅行必备良药。 Hana：编译期的瑞士军刀 Boost.Hana，简单来说，它是一个C++的编译期元编程库。啥叫元编程？就是“编写程序的程序”。听起来有点绕是吧？ 没关系，咱们用人话说。 想象一下，你在烤蛋糕，一般的编程就像你每次都要手动打鸡蛋、称面粉、搅拌，然后放进烤箱。而元编程呢，就像你造了一个自动打蛋机、一个自动称重机、一个自动搅拌机，甚至一个自动烤箱。你只需要告诉这些机器你要烤什么蛋糕，它们就能自动帮你完成整个过程。 Hana就是这样一套“机器”，它提供了一系列工具，让你可以在编译期间操作各种数据结构，执行各种计算，生成各种代码。这样，原本需要在运行时才能完成的工作，现在可以在编译时就搞定，大大提高了程序的效率。 Hana能干啥？ Hana的应用场景非常广泛，比如： 静态反射： 获取类、结构体的成员信息，而不需要借助宏或者外部工具。 异 …
C++ DSEL (Domain Specific Embedded Language) with TMP：在 C++ 中嵌入 DSL
好的，让我们开始这场 C++ 模板元编程（TMP）与领域特定嵌入式语言（DSEL）的奇妙之旅。准备好你的咖啡，这会是一场烧脑但绝对值得的探险！ 大家好！欢迎来到“C++ DSEL：模板元编程的魔法世界”讲座！ 今天，我们要聊的是一个听起来很高大上，但实际上非常实用的主题：如何利用 C++ 的模板元编程（TMP）来打造领域特定嵌入式语言（DSEL）。简单来说，就是用 C++ 写一种“迷你语言”，专门解决某个特定领域的问题。 什么是 DSEL？为什么要用 C++ 和 TMP？ 想象一下，你是一个游戏开发者，需要频繁地定义游戏角色的动画序列。如果每次都用原始的 C++ 代码来写，那简直是噩梦。如果能有一种“动画语言”，专门用来描述动画，那就太棒了！这就是 DSEL 的魅力。 DSEL (Domain Specific Embedded Language)： 是一种专门为特定领域设计的语言，它嵌入在宿主语言（比如 C++）中。 TMP (Template Metaprogramming)： 是一种在编译期执行计算的技术。它允许我们用 C++ 的模板来编写在编译时运行的代码。 为什么要用 C++ …
继续阅读“C++ DSEL (Domain Specific Embedded Language) with TMP：在 C++ 中嵌入 DSL”
C++ 编译期多项式求值：利用 TMP 实现数学运算的编译期优化
C++ 编译期多项式求值：TMP 大法好，优化到起飞！ 大家好！欢迎来到今天的“C++ 黑魔法”讲座。今天我们要聊点硬核的：如何在编译期算出多项式的值，让你的代码在运行时飞起来。别害怕，虽然听起来像炼金术，但其实原理很简单，而且非常有趣！ 为什么要编译期计算？ 首先，让我们想想，为什么费这么大劲要在编译期计算？难道运行时算算不行吗？当然行！但问题是，有些多项式的值，在你写代码的时候就确定了，比如你用泰勒展开近似一个函数，展开的项数是固定的，系数也是固定的。如果你能让编译器在编译的时候就把结果算出来，运行时就省去了这部分计算，速度嗖嗖的！ 举个例子，假设我们需要计算 x^2 + 2*x + 1 在 x = 2 时的值。 运行时计算： 代码会执行加法和乘法操作，消耗 CPU 周期。 编译期计算： 编译器直接把结果 9 嵌入到你的程序中，运行时直接读取 9，快如闪电！ 这就像你提前把菜洗好切好，做饭的时候直接下锅炒，比临时洗菜切菜快多了。 TMP (Template Metaprogramming) 是什么鬼？ 要实现编译期计算，就不得不提到 TMP (Template Metaprogra …
C++ 编译期状态机：用 TMP 定义并在编译时执行状态转换
好的，各位观众，欢迎来到今天的编译期状态机讲座！今天我们要聊点刺激的——用C++模板元编程（TMP）来定义一个在编译时就能跑的状态机。听起来是不是有点像用计算器来造火箭？嗯，差不多，但很有趣！ 什么是状态机？ 首先，咱们得搞清楚什么是状态机。简单来说，状态机就是一个东西，它会根据接收到的输入，从一个状态切换到另一个状态。你可以把它想象成一个有很多开关的电路，每个开关对应一个状态，当你拨动某个开关，电路就切换到另一个状态。 状态机通常由以下几个要素组成： 状态（State）： 状态机在某一时刻所处的状态。 事件（Event）： 触发状态转换的输入。 转换（Transition）： 从一个状态到另一个状态的规则。 初始状态（Initial State）： 状态机启动时所处的状态。 动作（Action）： 状态转换时执行的操作（可选）。 举个栗子，咱们来设计一个简单的电梯状态机： 状态 事件 下一个状态 动作 空闲（Idle） 呼叫（Call） 上升（MovingUp） 开门 上升（MovingUp） 到达（Arrived） 空闲（Idle） 开门 下降（MovingDown） 到达（Arr …
C++ 编译期序列化/反序列化：用 TMP 实现数据结构到字符串的转换
各位观众，各位朋友，欢迎来到今天的C++编译期魔法课堂！今天我们要聊一个听起来玄乎，但实际上非常有趣的话题：C++编译期序列化/反序列化，使用TMP（Template Metaprogramming，模板元编程）来实现数据结构到字符串的转换。 啥是编译期序列化/反序列化？ 首先，我们得搞清楚，啥叫序列化和反序列化？ 简单来说，序列化就是把你的数据结构（比如一个struct或者class）变成一串字节或者字符串，方便存储到文件里，或者通过网络传输。 反序列化就是把这串字节或者字符串再变回原来的数据结构。 常见的序列化库，比如protobuf、JSON，都是在运行时进行的。 也就是说，你的程序跑起来了，才开始把数据变成字符串，或者把字符串变回数据。 而编译期序列化/反序列化，顾名思义，是在编译时完成的。 编译器在编译你的代码的时候，就已经把你的数据结构变成字符串了，或者把字符串变回数据结构了。 这听起来是不是有点像魔法？ 为啥要搞编译期序列化/反序列化？ 你可能会问，运行时序列化挺好的，为啥要费劲搞编译期序列化呢？ 答案很简单：性能！ 编译期的事情，运行时就不用做了。 编译期序列化/反序列 …
C++ `std::is_constructible` 与 `is_convertible`：复杂类型约束与判断
好的，各位观众老爷们，今天咱们聊聊C++模板元编程里两个经常让人挠头的家伙：std::is_constructible 和 std::is_convertible。 这俩哥们儿，名字长得像，功能也沾边，但要真搞混了，那编译器的报错信息能让你怀疑人生。 别怕，今天咱就用大白话把它们扒个精光，保证你以后用起来得心应手。 开场白：类型约束的重要性 在C++模板的世界里，类型就像孙悟空的金箍棒，能大能小，能随意变形。 但也正因为如此，我们需要对类型进行约束，防止模板被一些奇奇怪怪的类型实例化，导致编译错误，甚至更可怕的运行时错误。 想象一下，你写了一个排序算法的模板函数，结果有人传了个std::cout对象进去，编译器一脸懵逼：“这玩意儿怎么比大小？！” 这时候，类型约束就派上用场了。 std::is_constructible 和 std::is_convertible 就是类型约束的利器，它们可以在编译期判断类型之间是否存在构造或转换关系，从而决定是否允许模板实例化。 主角登场：std::is_constructible std::is_constructible，顾名思义，就是用来判断一 …
继续阅读“C++ `std::is_constructible` 与 `is_convertible`：复杂类型约束与判断”