哈喽，各位好！今天我们要一起深入探讨一个C++中既强大又有点神秘的概念——类型擦除，并以此为基础，手撸一个自定义的std::function。准备好迎接一场烧脑但绝对有趣的旅程了吗？系好安全带，发车！ 第一站：什么是类型擦除？为啥要擦？ 想象一下，你有一个神奇的盒子，可以装任何东西：苹果、香蕉、甚至是你的袜子（别问我为什么）。这个盒子不在乎你往里面放什么，它只负责装东西和把东西拿出来。这就是类型擦除的核心思想：隐藏底层类型的信息，提供一个通用的接口。 为什么要擦除类型呢？原因有很多： 泛型编程： 编写可以处理多种类型的代码，而无需为每种类型都写一个函数或类。 解耦： 将接口与实现分离，降低依赖性，提高代码的灵活性和可维护性。 编译时多态： 实现类似运行时多态的效果，但避免虚函数的开销。 第二站：std::function，类型擦除的集大成者 std::function是C++标准库中类型擦除的经典案例。它可以封装任何可调用对象（函数、函数指针、lambda表达式、函数对象），只要它们的签名匹配。 让我们先回顾一下std::function的使用方法： #include <iost …
C++ 静态分析工具（`Clang-Tidy`, `Cppcheck`）自定义规则编写
哈喽，各位好！ 今天咱们来聊点硬核的——C++静态分析工具的自定义规则编写。作为一名“编程专家”（咳咳，各位轻点拍），我将尽量用大家都能听懂的“人话”，带大家一起深入 Clang-Tidy 和 Cppcheck 的世界，看看如何打造属于自己的代码质量卫士。 静态分析：代码的“X光” 在深入自定义规则之前，咱们先简单回顾一下静态分析的概念。简单来说，静态分析就是在不运行代码的情况下，对代码进行检查。它就像给代码照“X光”，能提前发现潜在的问题，比如： 内存泄漏 空指针解引用 未使用的变量 代码风格不一致 潜在的性能瓶颈 违反编码规范 这些问题如果在运行时才暴露出来，往往会花费大量的时间和精力去调试。而静态分析工具则可以在编码阶段就将它们扼杀在摇篮里。 Clang-Tidy vs. Cppcheck：两位“代码医生” Clang-Tidy 和 Cppcheck 是 C++ 领域两款常用的静态分析工具，它们各有特点： 特性 Clang-Tidy Cppcheck 优点 基于 Clang 编译器，理解 C++ 语法语义更透彻；可扩展性强，方便自定义规则；集成度高，与 IDE 配合良好；诊断信息 …
C++ `Valgrind` / `AddressSanitizer` (ASan) 的自定义检查器编写
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++世界里的两大侦探：Valgrind和AddressSanitizer (ASan)，以及如何给他们配备更专业的装备——编写自定义检查器。 想象一下，Valgrind和ASan就像是两位经验丰富的警察，他们能帮你揪出内存泄漏、非法访问等各种C++程序中的犯罪行为。但是，有些犯罪手法比较隐蔽，需要更专业的工具才能发现。这就是自定义检查器发挥作用的地方。 第一部分：Valgrind 自定义检查器 Valgrind本身就是一个框架，它允许你编写自己的工具（tools）。这些工具可以拦截程序的内存操作，并进行各种自定义的检查。最常用的工具是Memcheck，用于检测内存错误。 1.1 Valgrind 工具架构 Valgrind 工具架构的核心在于 VCode 和 ICode。简单来说： VCode: Valgrind 模拟CPU的指令集。 ICode: Valgrind将目标程序的机器码转换成一种中间表示（IR）。你的工具就是在这个IR上工作，检查内存操作。 编写Valgrind工具涉及到以下几个关键步骤： 定义工具结构体: 包含工具的状态和配置。 实现工具初 …
C++ `CAP_NET_RAW` 与原始套接字：构建自定义网络协议栈
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++和CAP_NET_RAW权限，以及它们是如何一起帮助我们构建自定义网络协议栈的。这听起来可能有点吓人，但别担心，我会尽量用最通俗易懂的方式，再加上一些代码示例，让大家明白其中的原理。 什么是原始套接字？ 首先，我们需要了解什么是原始套接字（Raw Socket）。 想象一下，普通的TCP/UDP套接字就像是快递公司，你把你的数据（包裹）交给它，它会帮你打包、贴标签、运输，最终送到目的地。你不需要关心底层的具体细节，比如地址的编码、校验和的计算、拥塞控制等等。 而原始套接字就像是自己开卡车送货。 你需要自己负责所有的事情：自己打包数据，自己贴标签（设置IP头、TCP/UDP头），自己计算校验和，自己选择路线（路由），甚至自己处理交通堵塞（拥塞控制）。 更具体地说，原始套接字允许我们直接访问网络层（IP层）或者传输层（TCP/UDP层）以下的数据。 我们可以发送和接收未经内核协议栈处理的原始IP数据包，或者自定义TCP/UDP头部的报文。 为什么要使用原始套接字？ 既然自己送货这么麻烦，为什么还要使用原始套接字呢？ 原因有很多： 协议分析和调试: 你可以捕 …
C++ 自定义系统调用：在 Linux 内核中添加新的系统调用接口
哈喽，各位好！今天咱们来聊点刺激的，聊聊怎么自己动手，在 Linux 内核里加个系统调用。这事儿听起来高大上，但只要你跟着我的节奏，保证你也能玩转内核，体会一把当“上帝”的感觉。 什么是系统调用？ 先别急着动手，咱们得先搞清楚啥是系统调用。简单来说，系统调用就是用户程序和内核之间的桥梁。你写的程序想读个文件、发个网络包，都得通过系统调用告诉内核：“老大哥，帮帮忙！”。 你可以把内核想象成一个非常严格的管家，你不能直接闯进它的地盘（内核空间），只能通过特定的“呼叫”方式（系统调用）来请求服务。 为什么要自定义系统调用？ 你可能会问：“现成的系统调用不够用吗？干嘛要自己造轮子？”问得好！ 学习内核机制： 这是最好的学习内核工作原理的方式，能让你对操作系统的理解更上一层楼。 特定需求： 有时候，你可能需要一些内核才能提供的功能，但又不想修改现有系统调用的行为，这时候自定义系统调用就派上用场了。 实验和研究： 对于研究操作系统或者进行一些底层实验来说，自定义系统调用提供了极大的灵活性。 装逼： 咳咳，好吧，我承认，能自己改内核，确实挺酷的。 准备工作 在开始之前，你需要准备以下东西： Linu …
C++ FUSE (Filesystem in Userspace)：用 C++ 实现自定义文件系统
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊一个挺酷的东西：C++ FUSE，也就是用 C++ 实现自定义文件系统。想象一下，你可以像搭积木一样，定义文件怎么存储，怎么读取，甚至可以把网络上的数据变成一个文件系统！听起来是不是有点小激动？ 什么是 FUSE？ FUSE (Filesystem in Userspace) 顾名思义，就是在用户空间实现的文件系统。 传统的内核文件系统需要修改内核代码，这风险很大，而且需要很高的权限。 FUSE 厉害的地方在于，它提供了一个桥梁，让用户空间的程序也能参与到文件系统的运作中来。 你可以把 FUSE 看成一个中间人，它负责接收来自内核的文件系统请求（比如打开文件、读取文件、写入文件），然后把这些请求转发给你的用户空间程序。 你的程序处理完这些请求后，再把结果返回给 FUSE， FUSE 最终把结果返回给内核。 为什么要用 C++？ 当然，你可以用任何你喜欢的语言来写 FUSE 文件系统。但是 C++ 有一些优势： 性能: C++ 性能高，尤其是在处理大量文件 I/O 操作的时候，这很重要。 控制力: C++ 给你更多的底层控制权，可以更好地管理内存和资源。 库支 …
C++ 自定义 `linter` 或 `formatter`：基于 AST 的代码风格检查器
哈喽，各位好！ 今天咱们来聊聊C++代码的"美容院"——自定义的linter和formatter，专门基于AST（抽象语法树）的。 别害怕AST，听起来高大上，其实就是把代码扒光了，变成一棵树，方便我们检查哪里不顺眼，然后咔咔几刀，让它变得更漂亮。 为啥要自己搞？ 市面上已经有很多不错的linter和formatter了，比如clang-tidy、clang-format，功能强大，配置灵活。 那我们为啥还要自己动手呢？ 理由很简单，就像买衣服一样，定制款永远比批量生产的更合身。 独特的需求： 你的团队可能有特殊的代码规范，比如命名规则、注释风格、错误处理方式等等，现成的工具可能无法完全满足。 更精细的控制： 你可能需要对某些特定类型的代码进行更深入的分析和处理，比如检查某个函数是否使用了特定的API，或者优化某个算法的实现。 学习和研究： 自己动手实现一个linter/formatter，可以让你更深入地了解C++的语法和语义，以及编译器的内部工作原理。 这对于提升你的编程技能非常有帮助。 乐趣： 没错，编程也可以很有趣！ 当你看到自己的代码风格检查器成功地揪出一 …
C++ `valgrind` 深度：自定义工具与错误报告解析
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++世界里的大侦探——Valgrind，以及如何把它打造成你的专属超级侦探。 Valgrind：不只是内存泄漏检测器 Valgrind，很多人第一印象就是“内存泄漏检测器”。没错，它在这方面确实非常出色，但Valgrind的功能远不止于此。它是一个强大的动态分析框架，可以用来构建各种各样的分析工具。 Valgrind 的核心思想是 二进制代码重写。它将你的程序加载到自己的虚拟CPU环境中，然后逐条指令地执行你的程序。在执行过程中，Valgrind会修改（重写）这些指令，插入一些额外的代码，用于追踪内存使用、检测错误等。 这使得 Valgrind 能够深入到程序的每一个角落，找出潜在的问题。 Valgrind 的组成部分：工具箱 Valgrind 并不是一个单一的工具，而是一个工具集合。每个工具都专注于不同的分析任务。最常用的几个工具包括： Memcheck: 内存错误检测器，查找内存泄漏、非法访问等问题。 Cachegrind: 缓存分析器，帮助你了解程序的缓存命中率，优化性能。 Callgrind: 程序剖析器，可以生成函数调用图，找出程序的瓶颈。 He …
C++ `ptrace` 系统调用：实现自定义调试器与沙箱
哈喽，各位好！ 今天我们要聊聊一个听起来有点神秘，但实际上超级有用的系统调用：ptrace。 简单来说，ptrace 就像是 C++ 世界里的一个“万能钥匙”，它可以让我们打开进程的大门，窥探里面的运行状态，甚至可以改变进程的行为。 想象一下，你可以像一个“幕后操纵者”一样，控制程序的命运，是不是很酷？ 我们今天主要会从这几个方面入手： ptrace 是什么？ 它能干什么？ ptrace 的基本用法： 如何使用 ptrace 附着到进程、读取和修改内存、设置断点等。 实现一个简单的调试器： 手把手教你用 ptrace 实现一个能够单步执行、查看变量值的调试器。 利用 ptrace 构建沙箱： 限制程序行为，防止恶意代码执行。 ptrace 的一些高级用法和注意事项： 比如处理多线程程序、处理信号等。 1. ptrace 是什么？ ptrace (process trace) 是一个强大的 Unix 系统调用，它允许一个进程 (称为 tracer) 控制另一个进程 (称为 tracee) 的执行。 tracer 可以读取和修改 tracee 的内存和寄存器，接收 tracee 发出的信号 …
C++ Concepts (C++20) 深度：自定义概念与模板约束的极致表达力
哈喽，各位好！今天咱们要聊点C++20里特别酷的东西：Concepts，也就是C++的概念。这玩意儿就像是给模板参数加上了更严格的“门卫”，让你的代码更安全、更易读，也更易于调试。 第一幕：模板的旧日时光，暗藏的危机 在Concepts出现之前，我们用模板编程，那感觉就像是在黑夜里摸索。模板参数可以是任何东西，编译器只有在实例化的时候才会报错。比如： template <typename T> T add(T a, T b) { return a + b; } int main() { std::cout << add(5, 3) << std::endl; // OK! //std::cout << add(“hello”, “world”) << std::endl; // 编译错误，但错误信息很长很晦涩 return 0; } 上面的代码，如果把注释去掉，编译会报错，但是错误信息会很长，而且指向模板内部，而不是 add 函数的调用位置。这意味着你需要花费大量时间来定位问题，这对于大型项目来说简直是噩梦。 第二幕：Conc …