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C/C++ 中的内存管理器(堆与栈)


最近面试的时候遇到这个问题。这个问题考你计算机的基本功。

在 C/C++ 中,内存管理是控制程序如何分配和管理其资源的关键方面。C/C++ 程序中的内存通常分为不同的区域:堆栈和堆是最主要的动态和自动内存分配区域。

ACM题解系列之 – 最小堆栈 (Min Stack)

stack C/C++ 中的内存管理器(堆与栈) 学习笔记 技术 程序员 程序设计 编程 计算机 软件工程 面试

Stack 栈

堆栈内存

  • 定义:堆栈内存用于静态(自动)内存分配。它是存储函数参数、本地变量和返回地址的地方。当调用一个函数时,一个新的内存块(称为堆栈帧)会被添加到堆栈的顶部。当函数返回时,该内存会被自动释放。
  • 分配:内存由系统自动管理——在变量超出作用域时自动分配和释放。无需人工干预。
  • 生命周期:受限于函数或代码块的作用域。一旦函数退出,内存将被释放。
  • 大小限制:堆栈的大小通常较小并由系统预定义,意味着大的分配可能导致堆栈溢出。
  • 访问速度:由于其后进先出(LIFO)的结构,堆栈内存访问速度更快。由于内存是连续的且可预测的,它允许快速访问。
  • 使用场景:局部变量、函数调用信息和固定大小的对象(数组、结构体)。

堆内存

  • 定义:堆内存用于动态内存分配,程序员使用 C 中的 malloc()、calloc()、free() 和 C++ 中的 new、delete 手动分配和释放内存。
  • 分配:内存在运行时分配,并且分配的生命周期由程序员手动控制。它可以持续存在,直到显式释放。
  • 生命周期:堆分配的对象的生命周期不受作用域的限制。内存将一直被使用,直到被释放为止。
  • 大小限制:堆通常比堆栈大,但取决于系统资源。不当处理可能导致内存泄漏(忘记释放分配的内存)或碎片化(内存使用效率低)。
  • 访问速度:堆内存的访问速度比堆栈慢,因为分配是分散的,动态分配涉及更多的开销。
  • 使用场景:如链表、等大数据结构,或在运行时确定大小的对象。

堆与栈的主要区别

特征 堆栈
内存大小 通常较小,预定义 通常较大,受系统资源限制
分配 自动,由编译器管理 手动,由程序员管理(使用 new、malloc 等)
释放 自动(函数退出时) 手动(使用 delete、free 等)
生命周期 限于函数/代码块作用域 可以持续,直到显式释放
速度 较快(连续内存) 较慢(分散内存,开销更大)
风险 堆栈溢出(如果超出大小限制) 内存泄漏和碎片化

堆栈分配示例

void function() {
    int x = 10; // 分配在堆栈上
} // x 会自动释放

堆分配示例

void function() {
    int* p = new int; // 分配在堆上
    *p = 10;
    delete p; // 必须手动释放
}

正确管理堆内存在 C/C++ 中非常重要,因为它可能导致与内存相关的错误,如内存泄漏或重复释放。理解堆和堆栈内存之间的差异有助于优化程序的性能和可靠性。

英文:The Memory Manager in C/C++ (Heap vs Stack)

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信奥风云

作者 老王
2024年9月29日 11:32
21日考试当天,很多家长接送孩子去考试,纷纷表示,2024年考试人数明显增加了好多。2023年广东参加J1的人数大约1.3万左右,听说今年增加到2万左右,事实也确实如此,东莞考点东莞中学松山湖学校周围交通当天上午直接瘫痪,周边道路都被车堵了,我想这也是为什么前几年考场设在市区而从去年开始就改到市区外的原因吧。

Excel 教程: SUMIF函数


SUMIF函数在Excel中用于对满足特定条件的范围内的值进行求和。以下是基本语法:

=SUMIF(range, criteria, [sum_range])

range: 要应用条件的单元格范围。
criteria: 必须满足的条件。可以是数字、表达式、单元格引用或文本。
sum_range (可选): 如果与range不同,指定要求和的单元格范围。如果不提供sum_range,Excel将对range中的值进行求和。

示例:
你有一个销售列表,想要只对销售额大于100的进行求和。

A	B
商品	销售额
苹果	150
香蕉	80
橙子	200

你可以使用以下公式对大于100的销售额进行求和:

=SUMIF(B2:B4, ">100")

这将返回350(150 + 200)。

使用sum_range:
如果条件在一列,而要求和的值在另一列,例如:

A	B	C
商品	销售额	价格
苹果	150	2.50
香蕉	80	1.00
橙子	200	3.00

你想对销售额大于100的价格进行求和,可以使用以下公式:

=SUMIF(B2:B4, ">100", C2:C4)

这将对苹果和橙子的价格求和(2.50 + 3.00 = 5.50)。

英文:Excel Tutorial: SUMIF Function

Excel教程

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45 分钟模拟面试(编程、系统设计)+职业发展建议


许多大型科技公司(如 FANG:Facebook/Meta、Apple、Netflix、Google)以及微软等,在发出工作邀请之前,通常会进行多轮面试。这些面试通常包括编程/Coding、系统设计/System Design和行为评估/Behaviour,以考察文化契合度。

我提供 45 分钟的模拟面试,帮助您准备编码和系统设计环节。作为曾在亚马逊(AWS,S3 Object Lambda)担任面试官的我,将通过真实的练习环节为您提供指导。在编码模拟面试中,您将解决一到两个编程问题;而在系统设计模拟面试中,您需要在白板上设计一个可扩展的产品。

此外,我还提供 45 分钟的聊天时间,可以讨论任何话题,包括职业发展和建议。

我目前定价 60 英镑一小时,会员价是 55 英镑,毕竟时间就是金钱。而这也大概和我的时薪差不多。

如果您有兴趣,请点击此处

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本人提供模拟面试(编程/系统设计)或/和 职业规划建议

PS:我发现 Buy Me a Coffee 这个创业点子很好,赞赏+集成了网上商店,很是方便,界面也很友好,感兴趣的可以通过这个链接来创建一个专属于你的页面,在为用户创作内容的同时也能很快捷的收到赞赏!

英文:45 Minute Mock Interview (Coding, System Design) + Career Development Advices

system-design-interview 45 分钟模拟面试(编程、系统设计)+职业发展建议 微软 程序员 系统设计 资讯 面试

系统设计面试 System Design Interview

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软件工程师

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C++的 map 当键(Key)不存在的时候会发生什么?


面试流程(例如筛选)的早期阶段,一位 Google 招聘人员曾向我问过这个问题。

在C++中,当你使用std::map访问一个不存在的键时,行为取决于你是如何访问它的。

使用下标操作符 [] 访问时

如果键不存在,std::map 会默认插入一个该键的元素,并为其赋值为类型的默认值。比如,如果 map 的值类型是 int,那么它会插入该键并赋值为 0。

例子:

std::map<int, int> myMap;
int value = myMap[10]; // 如果键10不存在,会插入myMap[10] = 0

使用 at() 方法访问时

如果键不存在,at() 会抛出 std::out_of_range 异常。

例子:

std::map<int, int> myMap;
try {
    int value = myMap.at(10); // 如果键10不存在,会抛出异常
} catch (const std::out_of_range& e) {
    std::cout << "Key not found!" << std::endl;
}

使用 find() 方法

find() 方法不会修改 map,它返回一个迭代器。如果键不存在,它会返回 map.end()。

例子:

std::map<int, int> myMap;
auto it = myMap.find(10);
if (it == myMap.end()) {
    std::cout << "Key not found!" << std::endl;
} else {
    std::cout << "Value: " << it->second << std::endl;
}

C++ std::map 和 std::unordered_map的比较

std::unordered_map 处理不存在的键与 std::map 类似,但有一些差异,主要是因为它们内部的数据结构不同。

map 和 unordered_map 的区别:

  • 顺序:std::map 是有序的(内部实现为平衡树),所以元素会按键的顺序排列。而 std::unordered_map 是无序的,使用哈希表存储元素,因此没有特定的顺序。
  • 性能:std::unordered_map 通常有更快的平均访问时间(由于哈希结构,平均时间复杂度为 O(1)),而 std::map 的访问时间复杂度为 O(log n),因为其内部实现为树结构。然而,如果发生大量哈希冲突,unordered_map 在最坏情况下的时间复杂度可能是 O(n)。

总的来说,std::unordered_map 和 std::map 在处理不存在的键时,对于 []、at() 和 find() 的行为相似,但它们在顺序和性能方面存在差异。

总结

  • 使用 [] 访问时,如果键不存在,map 会插入一个新元素并赋予默认值。
  • 使用 at() 访问时,如果键不存在,会抛出异常。
  • 使用 find() 可以检查键是否存在,而不会修改 map。

英文:C++: Access a Non-existent Key in std::map or std::unordered_map

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发现规律,抽象步骤

作者 xrspook
2024年9月10日 08:53

当年今日

星期天的下午,初中的同学群又开始了数学题答问答。这一次又不知道是什么题目,反正照出来的那个相片右下角页码那里写的是有理数。有理数无理数具体是什么东西,实际上我已经不太记得了,但这就只是一个定义,稍微翻看一下书本,就会回忆起来。我不知道有理数跟那道题有什么关系。对一个路人来说,我觉得那道题就是一个考察发现规律的,发现那堆数字正负值的规律、发现那堆数字排列组合的规律。相对于高中时代的题目来说,我感觉那道可能是小学或者初中的题目,规律还是比较好找的。

当我第一眼看到那道题目的时候,我就彻底没想过要理,直接继续看我的电视,把那忽略掉,因为我知道即便我不回答,其他人也会回答。我不是唯一的一个答案。看上去那是一本习题册或者一个试卷册,无论是哪一款,肯定有标准答案,问题只是我的那个同学不知道那个答案到底是怎么来的。其实我也不知道他为什么要知道那个答案是怎么来的,毕竟要做这个题目的人不是他,而是他的孩子。所以孩子不知道怎么做那道题,为什么操心了半天的人却是家长呢?当我那个同学还是个孩子的时候,他不会做的题目他的家长绝对不会为他操心。不会做就不做,不会做就回去问老师问同学。现在这个该怎么做的这个责任仿佛都落到了家长的身上,又或许,是因为我的同学觉得他还是个小孩的时候,他的父母没尽过这种义务,他觉得不好,所以现在他成了孩子的家长,他觉得自己有责任去弄清楚,然后教小孩。

他觉得这是他的义务,但我就只是个同学而已,我没有义务解答题目。有兴趣的时候可能看一眼,没兴趣的时候就像这样直接忽略。周日下午吃过晚饭,回单位的路上,我又打开了那个群,仔细看了一下题目以及同学的回答。看过那道题目以后,我就得出了最上面的那个看法。我不知道那道题跟有理数到底有什么关系,但可以肯定的是,那道题的意图就是让做题的人发现规律并利用规律。

发现规律利用规律这种东西,在往后的人生之中实在太普遍了。抽象到哲学的层面,几乎每一件事都是这么个情况。数学这种东西,理论上是最容易用逻辑解决的,尤其是对大学以下的数学而言。以前没发现,后来我才意识到,以前那些有标准答案的题目逻辑性都非常强。只是当年的我要应付的事情太多,没办法逐个击破,没有领会其中的逻辑,于是也就只能死记硬背了。

那道题给我的感觉就是,对懂的人来说,找出规律以后,代入数字就能出结果,但是对那些知道规律,但又不知道如何把规律抽象成公式的人来说,那就等于是只能把那些东西都罗列出来,但关键是如果数量级很大,全部罗列是不可能的任务。对懂行的人来说,无论是自己列公式,还是写个程序跑一下,前提都是你发现了其中的规律,而且你把那个规律抽象成某些公式,于是最后题目就变成代入数字求和。如果硬是把所有东西都罗列一遍,那就只是写个程序,让程序按照你要的那个样子跑一遍,但这个跑一遍对懂的人来说是毫无意义的。因为不需要跑,不需要用最后的结果数字验证就能得出预判的那个结果就是最终答案。

编程是什么呢?编程就是发现规律,然后把那些规律抽象成某些步骤。

回忆起20年前大学时期的学生生活(2003-2004电脑长什么样?)


2003年,我参加了高考,暑假后便到了北京,9月份入学中国农业大学国际学院(ICB)。不过当时我是通过“计划外”入学的,因为高考成绩没能达到农大的录取分数线,所以是自费进入这个中外合作办学项目的。大一在国内学习,大二大三则出国。

2003-2004学年是我计算机知识突飞猛进的第一个阶段。那时我非常专注于学习,学院还专门为我和另一位同学请了一位外教。我淘了一台二手老电脑,装了Windows 95/98系统。其他同学都在玩游戏,而我的老电脑只能用来学习和编程。我的宿舍床上堆满了计算机书籍,大多是从二手书市场或者地摊淘来的。那个时候我可能一个学期都没换过被子,床上卫生环境可能很糟糕。

学院有专门的计算机实验室,我们当时学习的是Java,Applet编程还很流行。我记得那时C#刚刚问世。我觉得电脑课上的内容很简单,于是外教给我布置了一个特殊的题目,并承诺如果我能完成,期末考核就给我A+。最后我确实做出来了,他也信守承诺给了我A+。

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当时二手淘的电脑,装的是WIN98,很老的电脑了,原来我喜欢这一类的美女,左下角那个可能是Modem

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宿舍7人上下铺,中国农业大学国际学院ICB舒畅宿舍

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笨重的CRT显示屏幕

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当时教程是JAVA-当时Applet还很流行

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中国农业大学国际学院ICB的电脑机房-摄于大概2003/2004年

英文:The Computers at Early 2000s

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回溯 = 深度优先搜索(DFS) + 剪枝


回溯 = DFS + 剪枝” 是一个对回溯算法简明且直观的描述。要理解这一点,我们可以先拆解这个等式中的几个关键概念。

深度优先搜索 (DFS)

DFS(Depth-First Search)是一种图或树的遍历算法,它从根节点开始,沿着一个分支深入到尽可能远的节点,直到达到叶子节点或无可拓展的节点,然后回溯到上一个节点继续搜索其他分支。这种搜索策略自然地适合解决需要遍历所有可能状态的问题,如组合、排列问题等。

剪枝/Pruning

剪枝(Pruning)是指在搜索过程中,提前排除不符合条件的分支,以减少计算量。剪枝的主要作用是在搜索的过程中,避免无谓的计算。通过某些条件判断,可以在尚未完全展开某些分支时就停止搜索,从而减少时间复杂度。例如,当我们知道一个分支肯定不会产生有效解时,可以提前终止该分支的搜索过程。

回溯算法/Backtracking

回溯算法可以看作是深度优先搜索DFS的一种特例或具体应用。它采用DFS的思想,在搜索的过程中尝试每一种可能的选择(通常是通过递归实现),并在发现某个选择不符合条件或已经无法产生有效解时,及时回退(即“回溯”),然后继续尝试其他选择。这种“试探—回溯”的过程就构成了回溯算法。

结合三者的理解

DFS 为回溯算法提供了基本的搜索框架,即从起点开始沿着一个分支深入探索;

剪枝 则是在DFS基础上增加的优化步骤,目的是减少无效状态的探索。

因此,“回溯 = DFS + 剪枝” 是对回溯算法的一种总结。它表明回溯算法不仅仅是简单的深度优先搜索,还通过剪枝来提升效率。剪枝使得回溯算法在解决很多问题时比单纯的DFS更加高效,尤其是在解空间很大的情况下,剪枝能够大幅减少计算量,从而使得问题求解变得可行。

例子:Alpha-beta 算法剪枝

Alpha-beta 剪枝可以看作是一种回溯算法,它通过剪枝技术增强了深度优先搜索算法。

alpha-beta-pruning 回溯 = 深度优先搜索(DFS) + 剪枝 ACM题解 程序设计 算法 编程

alpha-beta-pruning

Alpha-beta 剪枝:这是用于减少博弈论中极小极大算法中评估节点数量的一种技术。

回溯算法:Alpha-beta 剪枝确实可以被视为回溯的一种形式,因为它系统地探索潜在解决方案(在本例中为游戏动作)并修剪保证不会影响最终决策的路径。

深度优先搜索 (DFS):Alpha-beta 剪枝通常使用 DFS 对树结构进行操作,在回溯之前深入探索节点。

剪枝技术:Alpha-beta 剪枝的主要特征是“剪枝”部分,其中跳过不可能影响最终决策的树的分支。

英文:Backtracking Algorithm = Depth First Search + Pruning

本文一共 810 个汉字, 你数一下对不对.
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电视机有声音没图像自己动手维修小记

作者 hillway
2024年8月30日 22:10

2017年底买了暴风影音的电视机,当时就图它的屏幕大(55吋),价格便宜(两千元出头),想着电视机的技术含量不高,一般都很耐用,用个十几年应该没问题。没想到2022年电视机突然就坏了,开机后有声音没图像,什么也看不到,屏幕是全黑的。当时找了家维修店,开价700元,讲价到450元。到今年7月,用了不到两年,电视机又出现了同样的问题,这下犹豫要不要再修,再修的话,维修费用加起来就要900块,不划算,而且修了可能还会坏,还不如去买台新的。

在B站看了几个「电视机有声音没图像」问题的视频,都讲到是背光灯条坏了,判断方法是:开机后,用强光手电筒照屏幕,隐隐约约能看到图像。我用手机自带手电筒照了屏幕,确实能看到图像,应该就像视频里说的背光灯条坏了。

死马当作活马医,打算自己动手修下试试,修不好大不了买台新的。先在淘宝上买了屏幕对应的背光灯条,怕买错,问了好几家。灯条到货后,对照视频拆机,把屏幕拆出来,比想象的难,用了2个多小时。把灯条换上,接下来就要把其他的都装回去。没想到还原比拆机还麻烦,两人用了4个小时才装好。拆和装都小心翼翼,怕弄断了电线。

激动人心的时刻到了,开机,图像出来了!但是,看起来不太对,图像偏黄,屏幕的色彩失真,应该是买的背光灯条不是原装的原因。

两个人用了快一天的时间修好了电视机,省了400块,下次如果再坏,换起来应该会更快些了。

C++中负数取余的规则

作者 Kevin
2024年8月27日 18:10
本文探讨了C++中负数除法取余的问题,当使用取余操作符对负数进行运算时,结果可能与预期不符。原因是C++的取余操作符与数学上的运算不同。解决方案是先将负数转换为正数进行取余,再调整符号以匹配原数的正负。通过这种方法,可以得到正确的余数。

刷题之路: 刷题改变人生


2018年8月20日,我第一次购买了力扣会员,花费159美元,开启了刷题之路。两天后,8月22日,我去了伦敦参加亚马逊的面试。进入微软(剑桥研究院)后,我已经不再需要刷题,但我依然认为,刷题是对自己最有价值的投资。

第六年力扣会员了,依然觉得这个是对自己最好的投资。

2024-08-21-22.39.28 刷题之路: 刷题改变人生 Amazon 奋斗 程序员 编程 资讯 面试

力扣会员一年159美元,是对自己最好的投资。

2024-08-21-22.39.45 刷题之路: 刷题改变人生 Amazon 奋斗 程序员 编程 资讯 面试

2018年8月22日第一次面试亚马逊(ASCS伦敦)

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收到伦敦亚马逊的面试邀请

2024-08-21-22.39.38 刷题之路: 刷题改变人生 Amazon 奋斗 程序员 编程 资讯 面试

刷题改变人生

2024-08-21-22.48.23 刷题之路: 刷题改变人生 Amazon 奋斗 程序员 编程 资讯 面试

在抱怨自己赚钱少之前,先努力 让自己值钱。Let Yourself Worth It

过往都是体验

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有天赋?

作者 xrspook
2024年8月15日 08:42

当年今日

有时候我也搞不懂自己是不是真的有编程的天赋,还是说不知道为什么我对这方面会特别感兴趣。之所以这样,我觉得一定程度上跟我过往的经历有关。我不讨厌数学,但因为自己的计算能力有问题,经常会因为这样那样的原因出错,所以越往上学,我的成绩就越会出现提不上去。知道那个思路,但是却算不出那个答案。这种情况在某些只需要答案不需要过程的考试里面就很吃亏。即便需要计算过程,但如果我在第一个部分就算错了,后面也就没有什么意义了,因为根本算不下去。

编程好像一定程度上弥补了我的计算失误。因为计算结果是由机器完成的,而我只需要提供思路。在简单的问题上,那种百发百中的感觉真好。不过当问题遇到的越来越多,思路不是一下子就能畅通,我需要碰过很多壁以后才能出结果我会觉得刺激。在考虑很多因素的时候,总是有这样那样的不到位。有些步骤可以做在前面,也可以坐在后面,但是哪个会更优呢?最终都能得到同样的结果,那个时候我就得用机器的方式去考虑,怎么样才能最大程度节省资源,提高运算速度。

如果说写脚本的话,高中的时候我已经在干,那个时候是写网站,现在写CSS,然后是 HTML,再到后来当我接触WordPress以后是PHP。一开始用的CSS 那个时候就完全只是控制网站的部分格式而已。CSS可以控制很多东西,但是核心的部件是没办法修改的,有些控制封装在核心部件里,于是自定义CSS无法到达,那个时候我感觉到有一点点的无力。相对而言,WordPress控制方面可以说只有你想不到没有做不到。哪怕有些部分可能CSS真的无能,但实际上当你得知那个控制手段以后,你还可以配合其它的脚本实现某些格式的自定义。

最终让我觉得自己的编程技术总算是用到了点子上是近几年Python,Power Qurey和Power Pivot以及VBA的使用。这几个东西是从Excel的数据处理开始的。我基础的东西都齐全了,但是我怎么才能快捷获取某个成品的结果呢?我知道那个事情该怎么干。但是天天都干,又或者是在很短的时间内要我干那个事情,首先是觉得很烦,其次是非常容易出错,于是这让我想到为什么我不能用编程的手段把它们高度的结合起来。要用什么编程语言?其实一直我都在摸索。用过了一段时间,大家都尝试过了以后,我觉得大部分情况下,无论哪个语言,都能获得类似的结果,但复杂程度不一样,在不同设备上的运行速度不一样,需要的设备基础也不一样。我要用什么编程实现那个结果,我就得考虑这些东西。我是不是经常要用,是不是我一个人用,是不是我还得给别人用。最终我觉得稳定性首先必须保证,最终那个结果也是,必须得以某个我要求的方式输出的,第三点就是看看我的第一感觉是哪个编程软件。

可能某一天,某些软件用不了了,我只能用其它方法去替代,虽然这很麻烦,但是我也相信,我有能力可以做出替代,但我希望不需要有那么一天。

Python极简美学:一行代码完成的26个日常任务

作者 Kevin
2024年6月23日 14:24
Python以其简洁优雅著称,能够用最少的代码行数实现强大的功能。本文将通过展示Python如何以一行代码来解决常见的编程任务,从而体验Python的极简美学。通过这些实例,不仅能够学习到Python的基础知识,还能掌握一些高效编码的小技巧。
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