好的，各位观众老爷，欢迎来到今天的“C++自定义std::function：类型擦除背后的秘密”讲座！今天咱们不讲那些虚头巴脑的概念，直接撸起袖子干，把std::function扒个精光，看看它到底是怎么玩类型擦除的。 一、std::function：一个万能胶？ 首先，咱们来认识一下std::function。这玩意儿就像编程界的万能胶，可以粘合任何可调用对象，比如普通函数、lambda表达式、函数对象等等。 #include <iostream> #include <functional> int add(int a, int b) { return a + b; } struct Multiply { int operator()(int a, int b) { return a * b; } }; int main() { std::function<int(int, int)> func1 = add; std::function<int(int, int)> func2 = [](int a, int b) { return …
C++ 实现自定义的 `std::shared_ptr`：深入理解引用计数
好的，各位观众老爷，今天咱们来聊聊 C++ 里一个超级重要的家伙—— std::shared_ptr。 啥？ 你说你已经用得很溜了？ 嗯，会用跟了解它的底层原理，那可是两码事儿！ 今天咱就撸起袖子，自己动手，山寨一个 shared_ptr 出来，保证你对引用计数理解得透透的！ 一、 为什么要自己造轮子？ 你可能会嘀咕： “标准库里都有了，我干嘛还费劲巴拉自己写一个？ 嫌活儿不够多啊？” 问得好！ 理由如下： 深入理解原理： 用别人的东西，你永远只是用户。 自己动手实现一遍，才能真正理解 shared_ptr 背后的引用计数机制，以及它如何管理内存。 这种理解，对你写出更健壮、更高效的代码至关重要。 面试加分项： 面试官最喜欢问的题目之一就是“请你实现一个简单的智能指针”。 如果你能熟练地写出一个简化的 shared_ptr，那绝对是个加分项！ 定制化需求： 标准库的 shared_ptr 已经很强大了，但在某些特殊场景下，你可能需要一些定制化的行为。 自己实现一个 shared_ptr，可以让你更好地满足这些需求。 二、 shared_ptr 核心思想：引用计数 shared_ptr …
C++ `std::unique_ptr` 与自定义 deleter 的高级组合：超越内存管理
好的，各位观众老爷们，今天咱们来聊聊 C++ 里一个既强大又容易被忽视的小家伙——std::unique_ptr，以及它跟自定义 deleter 之间那些不得不说的故事。 std::unique_ptr：独一无二的守护者 首先，咱们得明白 std::unique_ptr 是干啥的。简单来说，它就是一个智能指针，负责管理动态分配的对象。它最大的特点就是“独占式”：一个 unique_ptr 只能指向一个对象，而且这个对象的所有权完全归它所有。当 unique_ptr 被销毁时，它会自动释放所指向的对象，避免内存泄漏。 你可以把 unique_ptr 想象成一个非常尽职尽责的管家，他只负责看管一件贵重物品，而且保证在你不需要的时候，把这件物品安全地处理掉。 为什么需要自定义 Deleter？ unique_ptr 默认情况下使用 delete 运算符来释放对象。这对于用 new 分配的内存来说没问题。但是，如果你的对象不是用 new 分配的，或者你需要用其他方式释放资源，那么就需要自定义 deleter。 举个例子： 使用 new[] 分配的数组: unique_ptr<int[]& …
C++ 自定义 `std::vector`：深入理解其内存管理与扩容策略
好的，各位观众老爷，欢迎来到“C++ 自定义 Vector：从入门到入土”讲座现场！今天咱们不聊虚的，直接撸起袖子，手搓一个自己的 std::vector，顺便把内存管理和扩容策略这俩磨人的小妖精给扒个精光。 第一部分：为啥要自虐？（自定义 Vector 的意义） 可能有人要问了：“std::vector 这么好用，为啥要自己造轮子？吃饱了撑的？” 问得好！ 理由嘛，当然不是为了证明你比标准库的开发者更聪明（虽然某些时候… 咳咳），而是为了： 深入理解底层机制： 真正理解 vector 背后的内存管理、动态扩容等机制，让你以后在面对各种奇葩 Bug 的时候，不再两眼一抹黑。 定制化需求： std::vector 虽然强大，但毕竟是通用的。某些特殊场景下，你可能需要更精细的控制，比如优化内存占用、避免不必要的拷贝等。 面试装 X 必备： 面试官最喜欢问的就是 “你了解 vector 的实现吗？如果让你自己实现一个，你会怎么做？” 到时候你就可以微微一笑，亮出你的自定义 Vector，让面试官眼前一亮。 第二部分：磨刀霍霍向 Vector（基本结构与成员变量） 咱们先来定义一个 …
C++ 自定义 `std::string` allocator：字符串内存管理的极致优化
好的，各位朋友，欢迎来到今天的“C++ 字符串内存管理的极致优化”讲座！我是今天的讲师，咱们今天来聊聊一个稍微有点硬核，但绝对能让你在性能优化道路上更上一层楼的技巧：自定义 std::string allocator。 开场白：std::string，爱恨交织的伙伴 std::string，这玩意儿，C++ 程序员每天都要打交道。它方便、安全，比 C 风格的字符串好用太多。但是，它也有一个缺点，或者说，所有动态内存分配都有的缺点：慢！ 每次 string 需要扩展容量，或者进行复制操作，都可能涉及 new 和 delete，这些操作是相当耗时的。想象一下，如果你的程序里有大量的字符串操作，这些开销累积起来，会严重影响性能。 所以，今天咱们的目标就是：榨干 std::string 的每一滴性能，让它跑得更快！ Allocator：内存管理的幕后英雄 要优化 std::string 的内存管理，就需要了解 allocator。 allocator 是 C++ 标准库提供的一个接口，它负责对象的内存分配和释放。 默认情况下，std::string 使用的是 std::allocator< …
C++ 自定义 `type_id` 机制：不依赖 RTTI 的类型识别
好的，各位观众，欢迎来到“不依赖 RTTI 的 C++ 类型识别奇妙之旅”！今天咱们要聊点硬核的，但保证用最接地气的方式，让大家听得懂，记得住，还能立马用得上。 开场白：RTTI，爱恨交织 首先，我们来聊聊 C++ 的 RTTI (Run-Time Type Information)。这玩意儿，用好了，是个类型识别的利器；用不好，就像个搅屎棍，让你的代码性能下降，编译时间变长。 RTTI 主要通过 typeid 运算符和 dynamic_cast 实现。typeid 返回一个 std::type_info 对象，告诉你一个表达式的类型；dynamic_cast 可以在运行时安全地进行向下转型。 但是！RTTI 有个大缺点：它会增加代码体积，并且运行时进行类型检查会带来性能开销。而且，有些嵌入式系统或者对性能要求极高的场景，会直接禁用 RTTI。 这时候，我们就需要另辟蹊径，寻找不依赖 RTTI 的类型识别方案。 方案一：手工打造类型 ID 最简单粗暴的方法，就是给每个类手动分配一个唯一的 ID。这就像给每个人发身份证号一样，简单直接。 #include <iostream> …
C++ `set_terminate` / `set_unexpected`：自定义异常处理终止行为
好的，各位观众老爷，欢迎来到今天的C++异常处理特别节目！今天我们要聊的是C++里两个有点神秘，但关键时刻能救你一命的函数：std::set_terminate 和 std::set_unexpected。 它们就像异常处理世界的“最后防线”，当你的程序遇到一些你根本没预料到的异常，或者直接崩溃边缘的时候，它们能让你优雅地（或者不那么优雅地）掌控局面。 第一幕：异常风云 首先，咱们来回顾一下C++的异常机制。简单来说，就是try-catch结构： #include <iostream> #include <stdexcept> int main() { try { // 可能抛出异常的代码 int x = 10; int y = 0; if (y == 0) { throw std::runtime_error(“除数为0！”); // 抛出一个异常 } int result = x / y; std::cout << “结果：” << result << std::endl; } catch (const std::runt …
C++ 自定义操作系统调度器：为特定应用优化线程调度
好的，各位程序猿、攻城狮，以及未来将要秃头的准工程师们，大家好！ 今天咱们来聊一个稍微有点硬核的话题：C++ 自定义操作系统调度器。啥？操作系统？别害怕，不是让你重写一个 Windows 或者 Linux，咱们的目标是：为特定应用，优化线程调度。简单来说，就是让你的程序跑得更快，更有效率。 想象一下，你开了一家餐厅，客人（线程）来了，服务员（调度器）决定先服务谁。默认的服务员可能就是操作系统自带的，它会按照一套通用的规则来服务，比如先来后到，或者轮流服务。但如果你知道有些客人是 VIP（高优先级线程），或者有些菜品需要立刻准备（实时性要求），你肯定会调整服务策略，对吧？ 这就是自定义调度器的意义：针对特定场景，制定更合理的调度策略，从而提升程序的性能。 1. 为什么需要自定义调度器？ 操作系统自带的调度器，通常采用通用的算法，如： 先来先服务 (FCFS): 简单粗暴，但容易让短任务等待时间过长。 短作业优先 (SJF): 理论上最优，但需要预知任务执行时间，实际很难实现。 优先级调度: 根据优先级决定执行顺序，但可能导致低优先级任务饿死。 轮转调度 (RR): 为每个任务分配时间片， …
C++ 编译期类型系统构建：用 TMP 实现自定义类型操作
好的，各位观众老爷，欢迎来到今天的编译期类型系统构建讲座！今天咱们要聊点硬核的，那就是用模板元编程（TMP）来构建C++的编译期类型系统，实现自定义类型操作。 我知道，一提到TMP，很多人就开始头疼，觉得这是黑魔法，晦涩难懂。但其实，只要掌握了其中的精髓，你就会发现，TMP 就像乐高积木，可以让你在编译期完成各种匪夷所思的操作，让你的代码更安全、更高效。 什么是TMP？ 首先，咱们来简单回顾一下TMP。模板元编程本质上就是利用C++模板的特性，在编译期间执行代码。它通过模板特化、递归等手段，模拟了函数式编程的特性，能够在编译期进行类型计算、逻辑判断等操作。 为什么要用TMP构建类型系统？ 你可能会问，都已经有运行时类型系统了，为什么还要费劲巴拉地搞编译期类型系统？原因很简单： 性能： 编译期计算的结果直接嵌入到代码中，避免了运行时的计算开销，显著提升性能。 安全： 类型检查在编译期完成，可以避免运行时类型错误，提高代码的健壮性。 代码生成： 能够根据类型信息生成特定的代码，实现泛型编程，减少代码重复。 编译时优化： 编译器可以利用编译期计算的结果进行优化，进一步提升性能。 TMP 的基 …
C++ Clang Tooling：自定义静态分析与代码重构工具
好的，各位观众老爷，欢迎来到“C++ Clang Tooling：手搓代码神器，告别996”现场！我是今天的讲师，人称“Bug终结者”，江湖诨号“代码老中医”。 今天咱们不讲高深的理论，只聊点实在的——如何用Clang Tooling打造属于你自己的代码分析和重构工具，让你在代码的海洋里横着走！ 开场白：为什么我们需要Clang Tooling？ 话说，咱们程序员最痛苦的事情是什么？不是加班，不是改需求，而是对着一坨屎山代码，一脸懵逼，根本不知道这玩意儿是干嘛的！更痛苦的是，让你去改这坨代码，简直就是生无可恋。 这时候，如果你有一个趁手的工具，能帮你自动分析代码，找出潜在的Bug，自动重构代码，让代码变得清晰易懂，那简直就是救星啊！ Clang Tooling就是这么一个救星！它基于Clang编译器，可以让你深入到代码的语法树中，进行各种骚操作，实现各种强大的功能。 第一部分：Clang Tooling 入门：磨刀不误砍柴工 要想用好Clang Tooling，首先得了解它是个什么玩意儿。简单来说，Clang Tooling就是一套基于Clang编译器的工具集，它可以让你： 解析C++ …