// 类
class A
{
private:
const int a; // 常对象成员，只能在初始化列表赋值
public:
// 构造函数
A() { };
A(int x) : a(x) { }; // 初始化列表
// const可用于对重载函数的区分
int getValue(); // 普通成员函数
int getValue() const; // 常成员函数，不得修改类中的任何数据成员的值
};
void function()
{
// 对象
A b; // 普通对象，可以调用全部成员函数
const A a; // 常对象，只能调用常成员函数、更新常成员变量
canst A *p = &a; // 常指针
canst A &q = a; // 常引用
// 指针
char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting; // 指针变量，指向字符数组变量
const char* p2 = greeting; // 指针变量，指向字符数组常量
char* const p3 = greeting; // 常指针，指向字符数组变量
const char* const p4 = greeting; // 常指针，指向字符数组常量
}
// 函数
void function1(const int Var); // 传递过来的参数在函数内不可变
void function2(const char* Var); // 参数指针所指内容为常量
void function3(char* const Var); // 参数指针为常指针
void function4(const int& Var); // 引用参数在函数内为常量
// 函数返回值
const int function5(); // 返回一个常数
const int* function6(); // 返回一个指向常量的指针变量，使用：const int *p = function6();
int* const function7(); // 返回一个指向变量的常指针，使用：int* const p = function7();- 修饰变量，说明该变量不可以被改变；
- 修饰指针，分为指向常量的指针和指针常量；
- 常量引用，经常用于形参类型，即避免了拷贝，又避免了函数对值的修改；
- 修饰成员函数，说明该成员函数内不能修改成员变量。
- 修饰普通变量，修改变量的存储区域和生命周期，使变量存储在静态区，在main函数运行前就分配了空间，如果有初始值就用初始值初始化它，如果没有初始值系统用默认值初始化它。
- 修饰普通函数，表明函数的作用范围，仅在定义该函数的文件内才能使用。在多人开发项目时，为了防止与他人命令函数重名，可以将函数定位为static。
- 修饰成员变量，修饰成员变量使所有的对象只保存一个该变量，而且不需要生成对象就可以访问该成员。
- 修饰成员函数，修饰成员函数使得不需要生成对象就可以访问该函数，但是在static函数内不能访问非静态成员。
this指针是一个隐含于每一个成员函数中的特殊指针。它指向正在被该成员函数操作的那个对象。- 当对一个对象调用成员函数时，编译程序先将对象的地址赋给
this指针，然后调用成员函数，每次成员函数存取数据成员时，由隐含使用this指针。 - 当一个成员函数被调用时，自动向它传递一个隐含的参数，该参数是一个指向这个成员函数所在的对象的指针。
this指针被隐含地声明为:ClassName *const this，这意味着不能给this指针赋值；在ClassName类的const成员函数中，this指针的类型为：const ClassName* const，这说明不能对this指针所指向的这种对象是不可修改的（即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作）；- 由于
this并不是一个常规变量，所以，不能取得this的地址。 - 在以下场景中，经常需要显式引用
this指针： 1. 为实现对象的链式引用； 2. 为避免对同一对象进行赋值操作； 3. 在实现一些数据结构时，如list。
- 相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处；
- 相当于不用执行进入函数的步骤，直接执行函数体；
- 相当于宏，却比宏多了类型检查，真正具有函数特性；
- 不能包含循环、递归、switch等复杂操作。
// 声明1（加inline，建议使用）
inline int functionName(int first, int secend,...);
// 声明2（不加inline）
int functionName(int first, int secend,...);
// 定义
inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};- 将inline函数体复制到inline函数调用点处；
- 为所用inline函数中的局部变量分配内存空间；
- 将inline函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中；
- 如果inline函数有多个返回点，将其转变为inline函数代码块末尾的分支（使用GOTO）。
优点
- 内联函数同宏函数一样将在被调用处进行代码展开，省去了参数压栈、栈帧开辟与回收，结果返回等，从而提高程序运行速度。
- 内联函数相比宏函数来说，在代码展开时，会做安全检查或自动类型转换（同普通函数），而宏定义则不会。
- 在类中声明同时定义的成员函数，自动转化为内联函数，因此内联函数可以访问类的成员变量，宏定义则不能。
- 内联函数在运行时可调试，而宏定义不可以。
缺点
- 代码膨胀。内联是以代码膨胀（复制）为代价，消除函数调用带来的开销。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，消耗更多的内存空间。
- inline函数无法随着函数库升级而升级。inline函数的改变需要重新编译，不像non-inline可以直接链接。
- 是否内联，程序员不可控。内联函数只是对编译器的建议，是否对函数内联，决定权在于编译器。
断言，是宏，而非函数。assert宏的原型定义在<assert.h>中，其作用是如果它的条件返回错误，则终止程序执行。
如
assert( p != NULL );- sizeof对数组，得到整个数组所占空间大小。
- sizeof对指针，得到指针本身所占空间大小。
设定结构体、联合以及类成员变量以n字节方式对齐
如
#pragma pack(push) //保存对齐状态
#pragma pack(4) //设定为4字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop) //恢复对齐状态- 被extern限定的函数或变量是extern类型的
- 被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的
extern "C" 的作用是让C++编译器将 extern "C" 声明的代码当作C语言代码处理，可以避免C++因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void *memset(void *, int, size_t);
#ifdef __cplusplus
}
#endif// c
typedef struct Student {
int age;
} S;等价于
// c
struct Student {
int age;
};
typedef struct Student S;此时 S 等价于 struct Student，但两个标识符名称空间不相同。
另外还可以定义与 struct Student 不冲突的 void Student() {}。
由于编译器定位符号的规则（搜索规则）改变，导致不同于C语言。
一、如果在类标识符空间定义了 struct Student {...};，使用 Student me; 时，编译器将搜索全局标识符表，Student 未找到，则在类标识符内搜索。
即表现为可以使用 Student 也可以使用 struct Student，如下：
// cpp
struct Student {
int age;
};
void f( Student me ); // 正确，"struct" 关键字可省略二、若定义了与 Student 同名函数之后，则 Student 只代表函数，不代表结构体，如下：
typedef struct Student {
int age;
} S;
void Student() {} // 正确，定义后 "Student" 只代表此函数
//void S() {} // 错误，符号 "S" 已经被定义为一个 "struct Student" 的别名
int main() {
Student();
struct Student me; // 或者 "S me";
return 0;
}总的来说，struct更适合看成是一个数据结构的实现体，class更适合看成是一个对象的实现体。
- 最本质的一个区别就是默认的访问控制
- 默认的继承访问权限。struct是public的，class是private的。
- struct作为数据结构的实现体，它默认的数据访问控制是public的，而class作为对象的实现体，它默认的成员变量访问控制是private的。
explicit修饰的构造函数可用来防止隐式转换
如下
class Test1
{
public:
Test1(int n) //普通构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
class Test2
{
public:
explicit Test2(int n) //explicit(显式)构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
int main()
{
Test1 t1=12; //隐式调用其构造函数,成功
Test2 t2=12; //编译错误,不能隐式调用其构造函数
Test2 t2(12); //显式调用成功
return 0;
}- 能访问私有成员
- 破坏封装性
- 友元关系不可传递
- 友元关系的单向性
- 友元声明的形式及数量不受限制
using namespace_name::name一般说来，使用using命令比使用using编译命令更安全，这是由于它只导入了制定的名称。如果该名称与局部名称发生冲突，编译器将发出指示。using编译命令导入所有的名称，包括可能并不需要的名称。如果与局部名称发生冲突，则局部名称将覆盖名称空间版本，而编译器并不会发出警告。另外，名称空间的开放性意味着名称空间的名称可能分散在多个地方，这使得难以准确知道添加了哪些名称。
尽量不要使用
using namespace std;应该使用
int x;
std::cin >> x ;
std::cout << x << std::endl;或者
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
int x;
cin >> x;
cout << x << endl;:: 可以加在类型名称（类、类成员、成员函数、变量等）前，表示作用域为全局命名空间
如
int count = 0; // global count
int main() {
int count = 0; // local count
::count = 1; // set global count to 1
count = 2; // set local count to 2
return 0;
}- 宏定义可以实现类似于函数的功能，但是它终归不是函数，而宏定义中括弧中的“参数”也不是真的参数，在宏展开的时候对“参数”进行的是一对一的替换。
好处
- 更高效：少了一次调用默认构造函数的过程。
- 有些场合必须要用初始化列表：
- 常量成员，因为常量只能初始化不能赋值，所以必须放在初始化列表里面
- 引用类型，引用必须在定义的时候初始化，并且不能重新赋值，所以也要写在初始化列表里面
- 没有默认构造函数的类类型，因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化，而是直接调用拷贝构造函数初始化。
面向对象程序设计（Object-oriented programming，OOP）是种具有对象概念的程序编程典范，同时也是一种程序开发的抽象方针。
面向对象三大特征 —— 封装、继承、多态
- 把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
- 关键字：public, protected, friendly, private。不写默认为 friendly。
| 关键字 | 当前类 | 包内 | 子孙类 | 包外 |
|---|---|---|---|---|
| public | √ | √ | √ | √ |
| protected | √ | √ | √ | × |
| friendly | √ | √ | × | × |
| private | √ | × | × | × |
- 基类（子类）——> 派生类（父类）
- 多态，即多种状态，在面向对象语言中，接口的多种不同的实现方式即为多态。多态性在C++中是通过虚函数来实现的。
- 多态是以封装和继承为基础的。
class A
{
public:
void do(int a);
void do(int a, int b);
}- 用 virtual 修饰成员函数，使其成为虚函数
注意：
- 普通函数不能是虚函数
- 静态函数不能是虚函数
- 内联函数不能是虚函数
- 构造函数不能是虚函数
class Shape //形状类
{
public:
virtual double calcArea()
{
...
}
}
class Circle : public Shape //圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
class Rect : public Shape //矩形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
Shape * shape2 = new Rect(5.0, 6.0);
shape1->calcArea(); //调用圆形类里面的方法
shape2->calcArea(); //调用矩形类里面的方法
return 0；
}- 虚析构函数
class Shape
{
public:
Shape(); //构造函数不能是虚函数
virtual double calcArea();
virtual ~Shape(); //虚析构函数
}
class Circle : public Shape //圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
shape1->calcArea();
delete shape1; //因为是虚析构函数，所以调用子类析构函数后，也调用父类析构函数。
shape1 = NULL;
return 0；
}- 纯虚函数 （含有纯虚函数的类叫做抽象类）
virtual int A() = 0;- 抽象类：含有纯虚函数的类
- 接口类：仅含有纯虚函数的抽象类
- 聚合类：用户可以直接访问其成员，并且具有特殊的初始化语法形式。满足如下特点：
- 所有成员都是public
- 没有有定于任何构造函数
- 没有类内初始化
- 没有基类，也没有virtual函数
- 如：
//定义： struct Date { int ival; string s; } //初始化： Data vall = { 0, "Anna" };
- malloc：申请指定字节数的内存。申请到的内存中的初始值不确定。
- calloc：为指定长度的对象，分配能容纳其指定个数的内存。申请到的内存的每一位(bit)都初始化为0
- realloc：更改以前分配的内存长度(增加或减少)。当增加长度时，可能需将以前分配区的内容移到另一个足够大的区域，而新增区域内的初始值则不确定
- alloca：在栈上申请内存。程序在出栈的时候，会自动释放内存。但是需要注意的是，alloca不具可移植性, 而且在没有传统堆栈的机器上很难实现。alloca不宜使用在必须广泛移植的程序中,。C99中支持变长数组(VLA), 可以用来替代alloca()。
申请内存，确认是否申请成功
char *str = (char*) malloc(100);
assert(str != nullptr);释放内存后指针置空
free(p);
p = nullptr;- new/new[]：完成两件事，先底层调用malloc分了配内存，然后创建一个对象（调用构造函数）。
- delete/delete[]：也完成两件事，先调用析构函数（清理资源），然后底层调用free释放空间。
- new在申请内存时会自动计算所需字节数，而malloc则需我们自己输入申请内存空间的字节数。
int main()
{
T* t = new T(); // 先内存分配 ，再构造函数
delete t; // 先析构函数，再内存释放
return 0;
}头文件：#include <memory>
std::auto_ptr<std::string> ps (new std::string(str))；- shared_ptr
- unique_ptr
- weak_ptr
- auto_ptr
class Flyable //【能飞的】
{
public:
virtual void takeoff() = 0; // 起飞
virtual void land() = 0; // 降落
}
class Bird : public Flyable //【鸟】
{
public:
void foraging() {...} // 觅食
virtual void takeoff() {...}
virtual void land() {...}
}
class Plane : public Flyable //【飞机】
{
public:
void carry() {...} // 运输
virtual void take off() {...}
virtual void land() {...}
}
class type_info
{
public:
const char* name() const;
bool operator == (const type_info & rhs) const;
bool operator != (const type_info & rhs) const;
int before(const type_info & rhs) const;
virtual ~type_info();
private:
...
}
class doSomething(Flyable *obj) //【做些事情】
{
obj->takeoff();
cout << typeid(*obj).name() << endl; //输出传入对象类型（Bird or Plane）
if(typeid(*obj) == typeid(Bird)) //判断对象类型
{
Bird *bird = dynamic_cast<Bird *>(obj); //对象转化
bird->foraging();
}
obj->land();
}dynamic_cast 注意事项：
- 只能应用于指针和引用的转化
- 要转化的类型中必须包含虚函数
- 转化成功返回子类的地址，转化失败返回NULL
typeid 注意事项：
- type_id 返回一个 type_info 对象的引用
- 如果想通过基类的指针获得派生类的数据类型，基类必须带有虚函数
- 只能获取对象的实际类型
- 视C++为一个语言联邦（C、Object-Oriented C++、Template C++、STL）
- 尽量以
const、enum、inline替换#define（宁可以编译器替换预处理器） - 尽可能使用const
- 确定对象被使用前已先被初始化
- 了解C++默默编写并调用哪些函数（编译器暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符、析构函数）
- vector：底层数据结构为数组，支持快速随机访问
- list：底层数据结构为双向链表，支持快速增删
- deque：底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问
- deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
- [堆1] --> [堆2] -->[堆3] --> ...
- 每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.
- stack：底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
- queue：底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
- （stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）
- priority_queue：底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现
- set：底层数据结构为红黑树，有序，不重复
- multiset：底层数据结构为红黑树，有序，可重复
- map：底层数据结构为红黑树，有序，不重复
- multimap：底层数据结构为红黑树，有序，可重复
- hash_set：底层数据结构为hash表，无序，不重复
- hash_multiset：底层数据结构为hash表，无序，可重复
- hash_map：底层数据结构为hash表，无序，不重复
- hash_multimap：底层数据结构为hash表，无序，可重复
typedef struct {
ElemType *elem;
int top;
int size;
int increment;
} SqSrack;
typedef struct {
ElemType * elem;
int front;
int rear;
int maxSize;
}SqQueue;
SqQueue.rear++
SqQueue.rear = (SqQueue.rear + 1) % SqQueue.maxSize
typedef struct {
ElemType *elem;
int length;
int size;
int increment;
} SqList;
typedef struct LNode {
ElemType data;
struct LNode *next;
} LNode, *LinkList; 
哈希函数：H(key): K -> D , key ∈ K
- 直接定址法
- 除留余数法
- 数字分析法
- 折叠法
- 平方取中法
- 链地址法：key相同的用单链表链接
- 开放定址法
- 线性探测法：key相同 -> 放到key的下一个位置，
Hi = (H(key) + i) % m - 二次探测法：key相同 -> 放到
Di = 1^2, -1^2, ..., ±（k)^2,(k<=m/2） - 随机探测法：
H = (H(key) + 伪随机数) % m
- 线性探测法：key相同 -> 放到key的下一个位置，
typedef char KeyType;
typedef struct {
KeyType key;
}RcdType;
typedef struct {
RcdType *rcd;
int size;
int count;
bool *tag;
}HashTable;
函数直接或间接地调用自身
- 分治法
- 问题的分解
- 问题规模的分解
- 折半查找（递归）
- 归并查找（递归）
- 快速排序（递归）
- 迭代：反复利用变量旧值推出新值
- 折半查找（迭代）
- 归并查找（迭代）
// 广义表的头尾链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0：原子，LIST==1：子表
typedef struct GLNode {
ElemTag tag;
// 公共部分，用于区分原子结点和表结点
union {
// 原子结点和表结点的联合部分
AtomType atom;
// atom是原子结点的值域，AtomType由用户定义
struct {
struct GLNode *hp, *tp;
} ptr;
// ptr是表结点的指针域，prt.hp和ptr.tp分别指向表头和表尾
} a;
} *GList, GLNode;
// 广义表的扩展线性链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0：原子，LIST==1：子表
typedef struct GLNode1 {
ElemTag tag;
// 公共部分，用于区分原子结点和表结点
union {
// 原子结点和表结点的联合部分
AtomType atom; // 原子结点的值域
struct GLNode1 *hp; // 表结点的表头指针
} a;
struct GLNode1 *tp;
// 相当于线性链表的next，指向下一个元素结点
} *GList1, GLNode1;
- 非空二叉树第 i 层最多 2^(i-1) 个结点 (i >= 1)
- 深度为 k 的二叉树最多 2^k - 1 个结点 (k >= 1)
- 度为 0 的结点数为 n0，度为 2 的结点数为 n2，则 n0 = n2 + 1
- 有 n 个结点的完全二叉树深度 k = ⌊ log2(n) ⌋ + 1
- 对于含 n 个结点的完全二叉树中编号为 i (1 <= i <= n) 的结点
- 若 i = 1，为根，否则双亲为 ⌊ i / 2 ⌋
- 若 2i > n，则 i 结点没有左孩子，否则孩子编号为 2i + 1
- 若 2i + 1 > n，则 i 结点没有右孩子，否则孩子编号为 2i + 1
typedef struct BiTNode
{
TElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
- 先序遍历
- 中序遍历
- 后续遍历
- 层次遍历
- 满二叉树
- 完全二叉树（堆）
- 大顶堆：根 >= 左 && 根 >= 右
- 小顶堆：根 <= 左 && 根 <= 右
- 二叉查找树（二叉排序树）：左 < 根 < 右
- 平衡二叉树（AVL树）：| 左子树树高 - 右子树树高 | <= 1
- 最小失衡树：平衡二叉树插入新结点导致失衡的子树：调整：
- LL型：根的左孩子右旋
- RR型：根的右孩子左旋
- LR型：根的左孩子左旋，再右旋
- RL型：右孩子的左子树，先右旋，再左旋
- 双亲表示法
- 双亲孩子表示法
- 孩子兄弟表示法
一种不相交的子集所构成的集合 S = {S1, S2, ..., Sn}
- | 左子树树高 - 右子树树高 | <= 1
- 平衡二叉树必定是二叉搜索树，反之则不一定
- 最小二叉平衡树的节点的公式：
F(n)=F(n-1)+F(n-2)+1（1是根节点，F(n-1)是左子树的节点数量，F(n-2)是右子树的节点数量）
平衡二叉树插入新结点导致失衡的子树
调整：
- LL型：根的左孩子右旋
- RR型：根的右孩子左旋
- LR型：根的左孩子左旋，再右旋
- RL型：右孩子的左子树，先右旋，再左旋
- 关联数组：如STL中的map、set
- Chessboard Coverage Problem (棋盘覆盖问题)
- Knapsack Problem (背包问题)
- Neumann Neighbor Problem (冯诺依曼邻居问题)
- Round Robin Problem (循环赛日程安排问题)
- Tubing Problem (输油管道问题)
- 1. Two Sum
- 4. Median of Two Sorted Arrays
- 11. Container With Most Water
- 26. Remove Duplicates from Sorted Array
- 53. Maximum Subarray
- 66. Plus One
- 88. Merge Sorted Array
- 118. Pascal's Triangle
- 119. Pascal's Triangle II
- 121. Best Time to Buy and Sell Stock
- 122. Best Time to Buy and Sell Stock II
- 169. Majority Element
- 283. Move Zeroes
- 进程间的通信方式（管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量、套接字、文件）
- 线程和进程的差异
计算机经网络体系结构：
- 传输数据的单位 ———— 比特
- 数据传输系统：源系统（源点、发送器） --> 传输系统 --> 目的系统（接收器、终点）
通道：
- 单向通道（单工通道）：只有一个方向通信，没有反方向交互，如广播
- 双向交替通行（半双工通信）：通信双方都可发消息，但不能同时发送或接收
- 双向同时通信（全双工通信）：通信双方可以同时发送和接收信息
通道复用技术：
- 频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）：不同用户在不同频带，所用用户在同样时间占用不同带宽资源
- 时分复用（TDM，Time Division Multiplexing）：不同用户在同一时间段的不同时间片，所有用户在不同时间占用同样的频带宽度
- 波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）：光的频分复用
- 码分复用（CDM，Code Division Multiplexing）：不同用户使用不同的码，可以在同样时间使用同样频带通信
主要信道：
- 点对点信道
- 广播信道
- 数据单元 ———— 帧
三个基本问题：
- 封装成帧：把网络层的IP数据报封装成帧，
SOH - 数据部分 - EOT - 透明传输：不管数据部分什么字符，都能传输出去；可以通过字节填充方法解决（冲突字符前加转义字符）
- 差错检测：降低误码率（BER，Bit Error Rate），广泛使用循环冗余检测（CRC，Cyclic Redundancy Check）
点对点协议（Point-to-Point Protocol）：
- 点对点协议（Point-to-Point Protocol）：用户计算机和ISP通信时所使用的协议
广播通信：
- 硬件地址（物理地址、MAC地址）
- 单播（unicast）帧（一对一）：收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同
- 广播（broadcast）帧（一对全体）：发送给本局域网上所有站点的帧
- 多播（multicast）帧（一对多）：发送给本局域网上一部分站点的帧
- IP（Internet Protocol，网际协议）是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。
- ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）
- ICMP（Internet Control Message Protocol，网际控制报文协议）
- IGMP（Internet Group Management Protocol，网际组管理协议）
IP地址分类：
- IP地址 ::= {<网络号>,<主机号>}
| IP地址类别 | 网络号 | 网络范围 | 主机号 | IP地址范围 |
|---|---|---|---|---|
| A 类 | 8bit，第一位固定为 0 | 0 —— 127 | 24bit | 1.0.0.0 —— 127.255.255.255 |
| B 类 | 16bit，前两位固定为 10 | 128.0 —— 191.255 | 16bit | 128.0.0.0 —— 191.255.255.255 |
| C 类 | 24bit，前三位固定为 110 | 192.0.0 —— 223.255.255 | 8bit | 192.0.0.0 —— 223.255.255.255 |
| D 类 | 前四位固定为 1110，后面为多播地址 | |||
| E 类 | 前五位固定为 11110，后面保留为今后所用 |
IP 数据报格式：
ICMP 报文格式：
应用：
- PING（Packet InterNet Groper，分组网间探测）测试两个主机之间的连通性
- TTL（Time To Live，生存时间）该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量
- RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）
- OSPF（Open Sortest Path First，开放最短路径优先）
- BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）
- IGMP（Internet Group Management Protocol，网际组管理协议）
- 多播路由选择协议
- VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网）
- NAT（Network Address Translation，网络地址转换）
协议：
- TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）
- UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）
端口：
应用程序 | FTP | TELNET | SMTP | DNS | TFTP | HTTP | HTTPS | SNMP
---| --- | --- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |---
端口号| 21 | 23 | 25 | 53 | 69 | 80 | 443 | 161
- TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，其传输的单位是报文段。
特征：
- 面向连接
- 只能点对点（一对一）通信
- 可靠交互
- 全双工通信
- 面向字节流
特殊功能：
- 超时重传
- 流量控制
- 拥塞控制
TCP 报文结构
TCP 首部
- UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是OSI（Open System Interconnection 开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，其传输的单位是用户数据报。
特征：
- 无连接
- 尽最大努力交付
- 面向报文
- 没有拥塞控制
- 支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
- 首部开销小
UDP 报文结构
UDP 首部
TCP/UDP 图片来源于：https://github.com/JerryC8080/understand-tcp-udp
- HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW（World Wide Web，万维网）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
- FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）用于Internet上的控制文件的双向传输。同时，它也是一个应用程序（Application）。
- SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议簇，它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。
- Socket 建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。
- GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体
- HEAD：类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
- POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
- PUT：从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
- DELETE：请求服务器删除指定的页面
- CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器
- OPTIONS：允许客户端查看服务器的性能
- TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
- 200 OK: 请求成功
- 301 Moved Permanently: 永久移动。请求的资源已被永久的移动到新URI，返回信息会包括新的URI，浏览器会自动定向到新URI。今后任何新的请求都应使用新的URI代替
- 400 Bad Request: 客户端请求的语法错误，服务器无法理解
- 401 Unauthorized: 请求要求用户的身份认证
- 403 Forbidden: 服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行此请求
- 404 Not Found: 服务器无法根据客户端的请求找到资源（网页）。通过此代码，网站设计人员可设置"您所请求的资源无法找到"的个性页面
- 408 Request Timeout: 服务器等待客户端发送的请求时间过长，超时
- 500 Internal Server Error: 服务器内部错误，无法完成请求
- 503 Service Unavailable: 由于超载或系统维护，服务器暂时的无法处理客户端的请求。延时的长度可包含在服务器的Retry-After头信息中
- 504 Gateway Timeout: 充当网关或代理的服务器，未及时从远端服务器获取请求
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);- read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时，read返回实际所读的字节数。如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
- write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd。成功时返回写的字节数。失败时返回-1，并设置errno变量。在网络程序中，当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。（1）write的返回值大于0，表示写了部分或者是全部的数据。（2）返回的值小于0，此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题（对方已经关闭了连接）。
我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：
- 客户端向服务器发送一个SYN J
- 服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
- 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：
从图中可以看出：
- 当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；
- 服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；
- 客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；
- 服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：
图示过程如下：
- 某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
- 另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
- 一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
- 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。
- 数据库事务四大特性：原子性、一致性、分离性、持久性
- 数据库索引：顺序索引 B+树索引 hash索引 MySQL索引背后的数据结构及算法原理
- SQL 约束 (Constraints)
一般应用程序内存空间有如下区域：
- 栈：由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量等的值，用于维护函数调用的上下文
- 堆：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收，用来容纳应用程序动态分配的内存区域
- 可执行文件映像：存储着可执行文件在内存中的映像，由装载器装载是将可执行文件的内存读取或映射到这里
- 保留区：保留区并不是一个单一的内存区域，而是对内存中受到保护而禁止访问的内存区域的总称，如通常C语言讲无效指针赋值为0（NULL），因此0地址正常情况下不可能有效的访问数据
栈保存了一个函数调用所需要的维护信息，常被称为堆栈帧（Stack Frame）或活动记录（Activate Record），一般包含以下几方面：
- 函数的返回地址和参数
- 临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量
- 保存上下文：包括函数调用前后需要保持不变的寄存器
堆分配算法：
- 空闲链表（Free List）
- 位图（Bitmap）
- 对象池
典型的非法指针解引用造成的错误。当指针指向一个不允许读写的内存地址，而程序却试图利用指针来读或写该地址时，会出现这个错误。
普遍原因：
- 将指针初始化位NULL，之后没有给它一个合理的值就开始使用指针
- 没用初始化栈中的指针，指针的值一般会是随机数，之后就直接开始使用指针
- 预编译（预编译器处理如
#include、#define等预编译指令，生成.i或.ii文件） - 编译（编译器进行词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成、优化，生成
.s文件） - 汇编（汇编器把汇编码翻译成机器码，生成
.o文件） - 链接（连接器进行地址和空间分配、符号决议、重定位，生成
.out文件）
现在版本GCC把预编译和编译合成一步，预编译编译程序cc1、汇编器as、连接器ld
MSVC编译环境，编译器cl、连接器link、可执行文件查看器dumpbin
编译器编译源代码后生成的文件叫做目标文件。目标文件从结构上讲，它是已经编译后的可执行文件格式，只是还没有经过链接的过程，其中可能有些符号或有些地址还没有被调整。
可执行文件（Windows的
.exe和Linux的ELF）、动态链接库（Windows的.dll和Linux的.so）、静态链接库（Windows的.lib和Linux的.a）都是按照可执行文件格式存储（Windows按照PE-COFF，Linux按照ELF）
- Windows的PE（Portable Executable），或称为PE-COFF，
.obj格式 - Linux的ELF（Executable Linkable Format），
.o格式 - Intel/Microsoft的OMF（Object Module Format）
- Unix的
a.out格式 - MS-DOS的
.COM格式
PE和ELF都是COFF（Common File Format）的变种
| 段 | 功能 |
|---|---|
| File Header | 文件头，描述整个文件的文件属性（包括文件是否可执行、是静态链接或动态连接及入口地址、目标硬件、目标操作系统等） |
| .text section | 代码段，执行语句编译成的机器代码 |
| .data section | 数据段，已初始化的全局变量和局部静态变量 |
| .bss section | BBS段（Block Started by Symbol），未初始化的全局变量和局部静态变量（因为默认值为0，所以只是在此预留位置，不占空间） |
| .rodate section | 只读数据段，存放只读数据，一般是程序里面的只读变量（如const修饰的变量）和字符串常量 |
| .comment section | 注释信息段，存放编译器版本信息 |
| .note.GNU-stack section | 堆栈提示段 |
其他段略
在链接中，目标文件之间相互拼合实际上是目标文件之间对地址的引用，即对函数和变量的地址的引用。我们将函数和变量统称为符号（Symbol），函数名或变量名就是符号名（Symbol Name）。
如下符号表（Symbol Table）：
| Symbol（符号名） | Symbol Value （地址） |
|---|---|
| main | 0x100 |
| Add | 0x123 |
| ... | ... |
Linux下的共享库就是普通的ELF共享对象。
共享库版本更新应该保证二进制接口ABI（Application Binary Interface）的兼容
libname.so.x.y.z
- x：主版本号，不同主版本号的库之间不兼容，需要重新编译
- y：次版本号，高版本号向后兼容低版本号
- z：发布版本号，不对接口进行更改，完全兼容
大部分包括Linux在内的开源系统遵循FHS（File Hierarchy Standard）的标准，这标准规定了系统文件如何存放，包括各个目录结构、组织和作用。
/lib：存放系统最关键和最基础的共享库，如动态链接器、C语言运行库、数学库等/usr/lib：存放非系统运行时所需要的关键性的库，主要是开发库/usr/local/lib：存放跟操作系统本身并不十分相关的库，主要是一些第三方应用程序的库
动态链接器会在
/lib、/usr/lib和由/etc/ld.so.conf配置文件指定的，目录中查找共享库
LD_LIBRARY_PATH：临时改变某个应用程序的共享库查找路径，而不会影响其他应用程序LD_PRELOAD：指定预先装载的一些共享库甚至是目标文件LD_DEBUG：打开动态链接器的调试功能
DLL头文件
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#ifdef _WIN32
# ifdef MODULE_API_EXPORTS
# define MODULE_API __declspec(dllexport)
# else
# define MODULE_API __declspec(dllimport)
# endif
#else
# define MODULE_API
#endif
MODULE_API int module_init();
#ifdef __cplusplus
}
#endifDLL源文件
#define MODULE_API_EXPORTS
#include "module.h"
MODULE_API int module_init()
{
/* do something useful */
return 0;
}- 操作系统创建进程，把控制权交给程序的入口（往往是运行库中的某个入口函数）
- 入口函数对运行库和程序运行环境进行初始化（包括堆、I/O、线程、全局变量构造等等）。
- 入口函数初始化后，调用main函数，正式开始执行程序主体部分。
- main函数执行完毕后，返回到入口函数进行清理工作（包括全局变量析构、堆销毁、关闭I/O等），然后进行系统调用结束进程。
一个程序的I/O指代程序与外界的交互，包括文件、管程、网络、命令行、信号等。更广义地讲，I/O指代操作系统理解为“文件”的事物。
_start -> __libc_start_main -> exit -> _exit
其中main(argc, argv, __environ)函数在__libc_start_main里执行。
int mainCRTStartup(void)
执行如下操作：
- 初始化和OS版本有关的全局变量。
- 初始化堆。
- 初始化I/O。
- 获取命令行参数和环境变量。
- 初始化C库的一些数据。
- 调用main并记录返回值。
- 检查错误并将main的返回值返回。
大致包含如下功能：
- 启动与退出：包括入口函数及入口函数所依赖的其他函数等。
- 标准函数：有C语言标准规定的C语言标准库所拥有的函数实现。
- I/O：I/O功能的封装和实现。
- 堆：堆的封装和实现。
- 语言实现：语言中一些特殊功能的实现。
- 调试：实现调试功能的代码。
包含：
- 标准输入输出（stdio.h）
- 文件操作（stdio.h）
- 字符操作（ctype.h）
- 字符串操作（string.h）
- 数学函数（math.h）
- 资源管理（stdlib.h）
- 格式转换（stdlib.h）
- 时间/日期（time.h）
- 断言（assert.h）
- 各种类型上的常数（limits.h & float.h）
- 变长参数（stdarg.h）
- 非局部跳转（setjmp.h）
- 《剑指Offer》
- 《编程珠玑》
- 《深度探索C++对象模型》
- 《Effective C++》
- 《More Effective C++》
- 《深入理解C++11》
- 《STL源码剖析》
- 《深入理解计算机系统》
- 《TCP/IP网络编程》
- 《程序员的自我修养》
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