作者: admin

  • C语言中的lvalue, rvalue

    lvalue算是C语言里面不怎么太容易说清楚的概念,我们上学的时候多半称之为left-value左值,对应的还有在C++标准中的rvalue,也就是右值。

    在wiki百科上http://en.wikipedia.org/wiki/Value_%28computer_science%29 解释了一些。

    首先什么是value?value也好object也好在计算机内部的表示都是0和1,没有什么区别,某一块内存地址的数据,按照整数解释是一个值,按照class CObject解释又是另外一个值,浮点数也好字符串也好,如果光看这个内存地址里面的数据是没法看出什么究竟的。所以需要编译器做一些处理在某个地方记录下来类型信息。

    image

    上面文字翻译成中文就是lvalue是程序运行时可以通过地址(address)信息编程存取的值(比如通过&操作符),意味着他们是变量或者可以提领(dereferenced,通常用*操作符)某一块特定内存位置。在C++标准中说明:不是lvalue的值就是rvalue。我们不能把rvalue作为lvalue使用,但是反过来可以,比如int a = b; 其中变量b可以为lvalue。

    在伟大的K&R第二版中197页写道:一个对象是被命名的存储区域或者被指向一块存储区域(an object is a named or pointed to region of storage);一个lvalue是一个指向对象的表达式(an lvalue is an expression referring to an object),(!!注意lvalue是一个表达式,这在后面例子中会体现出来)。。。lvalue这个名字来自赋值表达式E1 = E2,其中左边的操作数E1必须是一个lvalue。

    在Dan Saks的文章中提到,一个rvalue之所以不引用一个object,不是因为不能,而是因为不需要(Conceptually, an rvalue is just a value; it doesn’t refer to an object. In practice, it’s not that an rvalue can’t refer to an object. It’s just that an rvalue doesn’t necessarily refer to an object. Therefore, both C and C++ insist that you program as if rvalues don’t refer to objects.)

    我们拿int n = 1; 来做说明,如果1是一个lvalue,那么产生的汇编代码类似下面这样:

    one: .word 1
          …
          mov (one), n

    实际上对于大多数机器而言,其实是对n直接操作,类似:

    mov #1, n

    在这里1没有像我们想象的那样指向一个object(如one),而是直接就操作了。甚至还有的机器产生汇编代码如:

    clr n
         inc n

    先把n清零,然后增加n的值,这里面根本就没有出现1。

    MSDN博客上http://blogs.msdn.com/vcblog/archive/2009/02/03/rvalue-references-c-0x-features-in-vc10-part-2.aspx

    有一篇非常详细的文字解释c++中的lvalue,rvalue,有兴趣的可以去看看。其中最为重要的一句话就是“another way to determine whether an expression is an lvalue is to ask "can I take its address?".  If you can, it’s an lvalue.  If you can’t, it’s an rvalue. ”翻译为中文就是“决定一个表达式是否是lvalue的方法可以是:我能不能获取它的地址?如果可以,那就是lvalue,否则就是rvalue。”另外需要着重说明的是,lvalue一定可以获取地址,但不要求是可以修改的(如const,如后面提到的字符串字面值)。

    加法操作一直返回一个rvalue,比如m+ 1 = n; 这就没法编译通过,因为 m + 1 这个表达式是一个rvalue。

    针对lvalue中的l,我们也可以认为是location,其实也就是能不能获取地址的另一种意思,这也就是为何数字型字面值以及非引用型函数不是lvalue的原因。

    char(*pchar)[] = &("aabbccddee");

    有些文章说字符串字面值(string literals)算是lvalue,但是不能改变这个值,上面的代码就是一个演示。

    *&("aabbccddee") = ‘a’;

    这个赋值语句在VC6下编译通过(这是错误的!),在Xcode中出错提示“对read-only location赋值”,在VC2008下提示"left operand must be l-value"。所以还是建议大家用新版本的编译器来学习工作,否则很容易造成误解。

    下面我举几个例子,大家看看能否判断是lvalue还是rvalue。

    obj , *ptr , ptr[index] , ++x, 1729 , x + y , std::string("meow") , x++

    在VC6中编写一个最简单的操作台程序,输入下面代码:

    int main(int argc, char* argv[])
        {
            int obj = 0;
            int* ptr = &obj;
            int x = 1;
            int* ptr2 = &(++x);
            int* ptr3 = &(x++);
            return 0;
        }

    编译结果是testconsole1.cpp(12) : error C2102: ‘&’ requires l-value,第12行就是int* ptr3 = &(x++);

    稍微修改一下这段代码让它做一下deference操作:

    int main(int argc, char* argv[])
    {
        int x = 1;   
        *&(++x) = 9;
        *&(x++) = 10;
        return 0;
    }

    同样也是在x++这一行编译不通过。尽管x++或者++x并没有修改x的内存位置,但x++这种形式就是rvalue,没法对这个表达式进行提领(*)操作。很有意思吧,这里面应该还有更说得通的理由,希望有高人指点一下。(在msdn blog上的解释是x++这种形式会产生临时对象,但那是针对C++而言,不知道对于C来说是不是也是同一种解释)

    既然是表达式,函数也是表达式一种形式,是不是也可以作为lvalue出现呢?stackoverflow上有一个问题里面举了一个很有意思的例子http://stackoverflow.com/questions/579421/often-used-seldom-defined-terms-lvalue

    #include "stdafx.h"
          static int aa = 0;
          int* func() {  
             aa++;
             return &aa;
           }
    int main(int argc, char* argv[])
    {
        *func() = 42;
        printf("%d", aa);
        return 0;
    }

    在VC6下运行结果为43(?!),而VC2008以及Mac XCode3.1运行结果为42,在这里VC6好像是有一些问题啊。当然我们期望aa结果应该是42.

    相关参考文档:ISO C99标准

    The New C Standardhttp://www.coding-guidelines.com/cbook/cbook1_2.pdf

    C Programming Language》K&R第二版

    http://publications.gbdirect.co.uk/c_book/

    http://www.cs.dartmouth.edu/~chris/cs23/summit-intro/

    http://www.embedded.com/story/OEG20010518S0071

  • 近期写文章计划

    主要想写写C语言,也是巩固一下自己的基础。计划写下面这些主题:

    1,指针,数组

    2,Bitfields

    3,volatile,const,static

    4,extern,作用域

    5,字符串,宽字符

    6,define,typedef

    7,lvalue,rvalue

    8,库函数

    9,malloc、free

    10,c api

    11,strcpy

  • 推荐阅读dietlibc源代码

    一般计算机专业的都学过C语言,至少我们那时候是这样的,那时候我们寝室老六一句名言:C语言无所不能。这话想想其实还真没错,C语言写出了各种操作系统,写出了Python、Lua、Ruby这样的编程语言,写出了大量的大中小型程序,最近一个月的TIOBE编程语言排行,C语言这杆老枪甚至又抢回头名,把Java赶下台。

    C语言一般是学K&R,http://en.wikipedia.org/wiki/The_C_Programming_Language_%28book%29,当然也有人用谭浩强那本,但是无论哪一本都会介绍C语言的标准库。

    之所以称之为标准库,是因为在大多数实现了C语言编译器的操作系统上都包含了这些库函数的实现,最常见的如printf, malloc, free等,它们都是库函数。image

    好吧,你有没有像我一样,曾经好奇过这些库函数是如何实现的呢?

    一般这些库函数都是由操作系统作者编写,当你在自己的程序中调用这些函数如printf,就会将标准库中的函数链接到你的程序中,我说的不是很准确,具体的过程可以参考linker and loader这本书,或者是《程序员自我修养》这本。

    好在我们有了开源的标准库实现,就是glibc(注意不是glib,那是另外一个东西了)http://en.wikipedia.org/wiki/Glibc,下载了glibc的代码,你就会找到里面对这些神奇的函数的具体实现,当然,类似malloc这样的函数复杂的要命。比如

    http://fxr.watson.org/fxr/source/stdlib/malloc.c?v=FREEBSD-LIBC

    就是FreeBSD的malloc的实现(malloc.c)

    http://fxr.watson.org/fxr/source/stdlib/qsort.c?v=FREEBSD-LIBC 这个是qsort函数的实现。都比较复杂。

    这时候,就要隆重介绍我要推荐的主角了,它就是dietlibc,一个非常精简的C标准库实现,用于C语言学习非常适合,而且代码写的也很清晰,至少比glibc清晰多了,原因也很简单,因为glibc要做大量的取舍平衡速度优化,里面自然存在不少丑陋的代码。

    http://www.fefe.de/dietlibc/

    我写这篇文章时,dietlibc的最新版是0.32,大约是09年5月底发布的,我下载的压缩包大概是580KB左右。解压以后,可以找到这个目录dietlibc-0.32\lib,里面就是C标准库函数的实现代码。malloc的代码是在alloc.c中,qsort的实现大概50行左右,也比FreeBSD的简单多了。

    www.fefe.de这个页面还可以发现大量C语言相关的项目,涉及到各个方面,用来C语言编程学习是非常有帮助的。

  • RE [TL] {讨论}零起点,一年成为高级Windows 程序员的最佳学习路线

    回复一下这篇文字http://groups.google.com/group/pongba/browse_thread/thread/2c4aef6e89cfd362/adda28b8d29a93b7?show_docid=adda28b8d29a93b7

    多少也算是个windows下的MFC常用的程序员,谈谈个人看法。

    1,Essential C++这本书不是高阶的,如Milo所言,另外也不算是初学的,我翻看过钱能那本书,如果是follow了国内的教育体系,这书可以看。

    2,这个学习路线基本上用处不大,每天8小时,那么这个人既不学习也不工作,只是为了学而学,傻啦。学东西要有个目的,为了赚钱或者为了乐趣或者为了泡妞,没有目的的长时间学习是无法坚持的。

    3,”吃透“这个词很有意思,楼主写了比党更长久,不知能否做到,但我相信,一定会比里面提到的一些技术活的更长久,所以只要吃透本质性的东西就好了。比如算法、操作系统、内存管理、socket编程、消息循环机制、多线程编程基础等等,其它的,真的没有必要吃透,会用就好了。样样想精通,只能痒痒稀松。哪些东西算是本质性的,我有一个办法,可以去图书馆看看10年前的计算机书,如果那些书还有用,还有人推荐推广,那个技术应该算是本质性的了,时间是最好的标杆。

    4,MFC不必深学,照猫画虎即可,MFC的好处是他所有的源代码都给你,可以读,可以改,可以模仿克隆。而且MFC没有死,VC2010依然对它继续加强,Windows系统下搞界面设计还是用它比较容易。

    5,SDK是否需要深学,也未必,我的感觉是知道大体有什么,到时候能查到就OK,SDK的开发例程是基于C的,所以跟你前面推荐的不太配合。另外有没有必要非得学SDK呢?还是有些怀疑的,MFC也好,ATL也好或者WTL也好,都对SDK做了包装,就是让程序员更简单的使用,非得赤裸裸用SDK的时候很少,这个投入产出比例就不合算了。当然,我说的是操作系统的SDK,其它的不论。

    总而言之,一年这个期限是远远不够的,而且一年的程序员,眼界或者能达到的水平是有限的,开发这件事其实就是个熟练工种,除了少数计算机科学家,大多数人都是在重复做工。只要有心,从小工达到工匠的水平并不难,但是需要时间,看看过去的学徒如何出师就知道了。小工算是一般程序员的话,工匠也就是高级程序员了,大师嘛,可望不可及,就不说了。

  • 这不是Bug而是个Feature

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    http://geekwhisperin.wordpress.com/2009/09/24/bug-vs-feature/

    某个笑话中程序员经常说到的几句话里面就有这句:

    你懂什么?!这不是bug,这是个feature!

    当然,这种情况其实不怎么常见,毕竟客户也不是傻子,还是能看出来有没有错误发生的。

    但是在这篇博客中

    http://blogs.msdn.com/shawnhar/archive/2009/12/29/bug-or-feature.aspx

    Shawn给我们分享了个真正的bug变feature、老母鸡变鸭的故事,简单说一下:

    Extreme G是一个任天堂64上的赛车游戏,每个赛车都有超级加速(turbo boosts)功能,开过车的应该都知道,在弯道时候不应该加速,直道加速才能获得最好的效果。

    Ash(主程序员)编写了一些人工智能(AI)代码让计算机控制的赛车知道什么时候应该加速,算法基本上就是直道加速加上随机选定某些值。

    游戏出来以后,程序员们读到了一篇玩后感:

    “我们特别喜欢这个具有攻击性的人工智能,它会用尽全力来阻止你超车。如果你超了一辆计算机控制的赛车,甚至是在弯道中间它都会加速,结果就是导致一片混乱人仰马翻,或许这个不是最好的比赛策略,但是这个心态简直是太他妈的爽翻了!”

    ‘喔!”Ash说“这是什么傻逼玩后感啊!我设计的人工智能系统根本不应该是这样运作的。”

    检查了一些代码以后(见原文),Ash发现原来是代码写错了,结果就不是他预想的那种特性。当然,修改一些代码还是可以达到他原来的目的。

    改不改呢?评论者说的是对的,尽管有些出乎意料,但是这个bug(或者说feature)产生了比原来更爽的效果,游戏开发者把这段代码继续保留在正式发布版本中,作为游戏的feature出现。

    挺有意思的故事吧,嘿嘿!