CMU15-445 Lab0 - C++ Primer

按照项目下的文档步骤：

// 1. 新建一个仓库 bustub-private
// 2. clone cmu db 远程代码到本地
git clone --bare https://github.com/cmu-db/bustub.git bustub-public
cd bustub-public
// 3. mirror到自己刚创建的远程仓库
git push --mirror git@github.com:sunshinejiali/bustub-private.git
// 4. 删除 cmu db 的本地副本
cd ..
rm -rf bustub-public
// 5. 拉取自己的远程仓库代码
git clone git@github.com:sunshinejiali/bustub-private.git
// 6. 添加 cmu-db 作为自己的第二远程仓库
cd bustub-private
git remote add public https://github.com/cmu-db/bustub.git
// 7. 验证是否已经添加
git remote -v
// result:
// origin  git@github.com:sunshinejiali/bustub-private.git (fetch)
// origin  git@github.com:sunshinejiali/bustub-private.git (push)
// public  https://github.com/cmu-db/bustub.git (fetch)
// public  https://github.com/cmu-db/bustub.git (push)
// 8. 提取 cmu-db 中的更改
git pull public master

使用 2020 年的版本，因此需要回退到之前提交的某一版本。

// 将代码回退到某一版本，head 指向当前的目标版本，删除之后的所有版本
git reset --hard 444765a
// 检查一下是否回退到正确的版本
git log
// (强制)提交更改
git push -f

报错

• 如果安装工具的时候报这个错误 ，这可能是因为在 windows 下编写好 .sh 文件后，在Linux 下运行报错。

  // 报错
  build_support/packages.sh: line 2: $'r': command not found
  build_support/packages.sh: line 13: $'r': command not found
  build_support/packages.sh: line 14: syntax error near unexpected token `$'{r''
  'uild_support/packages.sh: line 14: `main() {
  
  //解决
  // 使用 vim 打开文件
  vim packages.sh
  // 转换格式
  :set ff=unix
  // 保存文件
  :wq
  

• make format 报错

  // make format 报错
  /usr/bin/env: ‘python’: No such file or directory
  make[3]: *** [CMakeFiles/format.dir/build.make:57: CMakeFiles/format] Error 127
  make[2]: *** [CMakeFiles/Makefile2:287: CMakeFiles/format.dir/all] Error 2
  make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:294: CMakeFiles/format.dir/rule] Error 2
  make: *** [Makefile:214: format] Error 2
  
  // 解决：没有python， 安装
  sudo apt-get install python
  

编译

mkdir build
cd build
cmake ..
make
// 测试
cd ..
cd build
make check-tests

for 循环

// 使用引用，允许修改数组中的元素。
for(int& i: someDataStructure) { doSomething();}
// 显示数组中的值，并保护数组成员，启用按值访问，不允许修改元素。
for(int i: someDataStructure) doSomething();

Lambda 函数的 Lamba 表达式——有主体但没有名字的函数

• firstPart
  • [] 这意味着不会向 lambda 提供任何东西。
  • [&] 用于表示有一些引用。
  • [=] 用于copy。
  • [this] 用于封装类。
• secondPart 是无名函数的参数列表所必需的，但它也可以留空。
• TypeYouReturn 用于注册将从 lambda 返回的类型。
• BodyOfLambda 用于希望执行的操作，键入一些代码，这些代码将用于执行在此函数主体中应用的操作。
• acctualParameters 用于向 lambda 函数提供输入。

// firstPart 用于将在 lambda 函数内部利用的变量范围。
[firstPart](secondPart) TypeYouReturn{ BodyOfLambda}(acctualParameters);

// 例子1
double dUpperPart = [](double dX, double dY)double{ return dX*dX +dY*dY;}

// 例子2
vectror iVector;
for_each( begin(iVector), end(iVector), [](int n){if(n%2==0)cout< 

Static Assertion

// 两部分：（1）需要判断的表达式。（2）不匹配显示的消息。
static_assert(evaluatedexpression, stringMessage);
// 例子
static_assert(sizeof(long long int)>=16;”This is unexpected”);

Move and &&

// 在类中实现移动构造函数
MovableClass(MovableClass&&);
// 需要移动配置的时候，这样调用
MovableClass&& operator=(MovableClass&&);

指针

• 用 nullptr 替换 NULL。就像初始化了一个为空的零值。
• 新类型的智能指针：唯一指针、共享指针、弱指针。

  • unique_ptr 是 C++ 的新特性，它将使您能够保护存储在内存中的某些资源的所有权。如果某物拥有所有权，它就不能共享，但它是可移动的。这意味着您可以将其转移到另一个唯一的指针。unique_ptr 的示例将解决异常不安全代码。

    unique_ptr suniquePtr(new someType(args)); 
    ... 
    uniquePtr.release();
    

  • shared_ptr 顾名思义，它适用于需要共享内存中某些资源的所有权的情况。

    shared_ptr somePtr(new someType(args));
    

  • weak_ptr 允许访问可能存在于内存中的内容，如果您有占用内存的对象，则授予访问权限，并且可以删除该对象，如果上次使用过，则调用必要的析构函数。

    weak_ptr weakPtr = somePtr;
    

统一初始化和初始化列表

如果希望使用构造函数，最好用 {} 替换旧样式的初始化 ()。

• 初始化

  // 原来的
  CSomeClass SomeObject(argument1,argument2);
  
  // 新版的
  CSomeClass SomeObject={argument1,argument2};
  

• 添加元素

  // 原来的，已经过时了
  vector  ourVector;
  for(int i=0; i<5; ourVector.push_back(i++));
  
  // 新版的
  vector< int> ourVector={0,1,2,3,4,};
  

构造函数和继承

• 构造函数，初始化 nSomevalue

class CSomeClass
{
private:
	int nSomevalue=0;
...
}

• 继承构造函数

class CChild: public CParent 
{ 
public: 
using CParent::CParent   
}

虚函数

• 当有继承，需要应用虚方法时，在名字前面写 virtual 就足够了，每次在低级类中有方法时，都会用虚方法进行挖掘。
• 如果希望防止方法被覆盖，则在方法前面添加 final，然后就无法修改方法的行为方式。

多线程

• 当开始线程时，你可以使用：加入、交换、分离、睡眠等。
• 如果保护某些资源免受其他线程的影响，以便现在获得预期结果，则应该在其库中添加不同类型的互斥锁：互斥锁、递归互斥锁、定时互斥锁和递归定时互斥锁。

编程风格

auto tuple = make_tuple(“triangle”, ‘t’, 10, 15, 20);

// 将具有一个元素字符串而另一个是向量的映射
map> aMap;

如果想要调试 main 函数。

gdb main
// or gdb a.out
// 运行
run
// or start
// 回溯，看是哪里的问题
backtrace
// 查看某个地址处的值, x 可以看作是 examine 的缩写。
x 0xffbef014

• 查看程序崩溃后的信息。backtrace

条件和断点

• 打断点会返回一个编号，方便以后引用断点，例如删除。
• 仅在 item_to_remove 等于 1 时，在第 52 行中断。

// 打断点，在第 52 行。
break linkedList::remove

// 仅在 item_to_remove 等于 1 时，在第 52 行中断。
condition 1 item_to_remove==1

quit 退出。

输入 step 可以继续运行，输入 next 将会一步一步向下进行。

ctrl + a 可以展示出一个文档。ctrl + L 可以从输出的显示中恢复到没有输出的显示，恢复正常的显示。q 退出。

在这个 Project 中，将实现三大类：Matrix，RowMatrix，和 RowMatrixOperations。这些矩阵是简单的二维矩阵，必须支持加法、矩阵乘法和简化的 通用矩阵乘法(GEMM) 运算。

只需要修改一个文件：p0_starter.h 可以在BusTub 存储库中的 src/include/primer/p0_starter.h 中找到该文件。

在这个头文件中，定义了需要实现的三个类。该 Matrix 抽象类定义了派生类 RowMatrix 常用的功能。该 RowMatrixOperations 课程将使用 RowMatrix 对象来实现概述中所提到的操作。函数和成员变量在文件中指定。项目要求填写所有构造函数、析构函数和成员函数的实现。不要增加任何附加功能的原型或者成员变量。只需要修改我们已提供定义的功能。

由于有些代码未实现，所以测试文件中有 DISABLED 前缀的参数，用来禁止使用某些测试。所以，当我们实现了应该实现的功能后，可以删除 DISABLED 前缀，用来测试当前函数的功能。

// For example
// Original
TEST(StarterTest, **DISABLED_**MultiplyMatricesTest) {
	// .... 
}
// New
TEST(StarterTest, MultiplyMatricesTest) {
	// .... 
}

本地测试

// 如果之前建过 build,则直接到 build 下
make starter_test
./test/starter_test

提交测试之前，检查格式问题

// 在 build 下
make format
make check-lint
make check-clang-tidy

打包提交测试

• 网址：https://www.gradescope.com 注册 2020 课程代码：5VX7JZ

zip project0.zip src/include/primer/p0_starter.h

C++动态分配内存数组 https://blog.csdn.net/DumpDoctorWang/article/details/80902947

C++ unique_ptr 智能指针

• unique_ptr 不共享其指针， 只可以使用 new 来分配内存，又因为 unique_ptr 不可拷贝和赋值，初始化必须使用直接初始化的方式。

unique_ptr number(new int()); //直接初始化
// 空的 ptr,使用 delete 释放。
unique_ptr number;
// 空的 ptr,使用 d 删除器释放。
unique_ptr number(d);
// 释放其指向对象
number = nullptr 
// 放弃所指对象的控制权，并返回保存的指针，将 number 置为空，不会释放内存
number.release()
// 参数可以为空、内置指针，先将 number 所指对象释放，然后重置 number 的值.
number.reset(…)

• 它不能复制到另一个 ，按值传递给函数，也不能在需要创建副本的任何 C++ 标准库算法 unique_ptr 中使用。 在某一时刻，只能有一个unique_ptr 指向特定的对象。当unique_ptr 被销毁时，它所指向的对象也会被销毁。因此不允许多个unique_ptr指向同一个对象。

• 只能 move unique_ptr。 这意味着，内存资源所有权将转移到另一个 unique_ptr，并且原始 unique_ptr 不再拥有此资源。move 是在 中定义的。

• unique_ptr 在 C++ 标准库的标头中定义。 它的效率与原始指针完全相同，可用于 C++ 标准库容器。 向 C++ 标准库容器添加 实例非常高效，因为 的移动构造函数无需 unique_ptr unique_ptr 复制操作。

• 不能拷贝 unique_ptr 的规则有一个例外：我们可以拷贝或赋值一个将要被销毁的unique_ptr （C++ Primer 5th p418），可以从函数中返回一个unique_ptr。

  std::unique_ptr> matrix(new RowMatrix(matA->GetRows(), matB->GetColumns()));
  // 因此这里这样写是没有问题的。
  matrix = MultiplyMatrices(std::move(matA), std::move(matB));
  if (matrix != nullptr) {
    return AddMatrices(std::move(matrix), std::move(matC));
  }
  

• 传 unique_ptr 参数可以使用引用避免所有权的转移，或者暂时的移交所有权。

• 用unique_ptr管理非new对象、没有析构函数的类时，需要向unique_ptr传递一个删除器。不同的是，unique_ptr 管理删除器的方式，必须在尖括号中unique_ptr指向类型后面提供删除器的类型，在创建或 reset 一个这种 unique_ptr 对象时，必须提供一个相同类型的可调用对象（删除器），这个删除器接受一个 T* 参数。

• 在调用 number.release() 时不会释放 number 所指的内存的，这时返回值就是对这块内存的唯一索引，如果没有使用返回值释放内存或保存，这块内存就泄漏。

初始化：

• 使用 new 初始化 linear，data_。
• 使用 memset 将新创建的数组清零。
• 创建一个指向 matrix 的 unique_ptr 。

std::unique_ptr> matrix(new RowMatrix(row, col);

unique_ptr 的移动：

MultiplyMatrices(std::move(matA), std::move(matB));

结果：