※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1SFuJUH6 ] 作者: jserv (松鼠) 看板: Gossiping 標題: Re: [問卦] C語言最難的部分是哪一個 時間: Thu Jan 17 03:24:08 2019 ※ 引述《yuponkimo (皇甫尊)》之銘言： : 內葛， (學期即將結束，我終於有空上來發廢文了) 葛，是豆科多年生草本植物，莖長二、三丈，纏繞他物上，花紫紅色。用途多樣， 莖可編籃做繩，纖維可織葛布。根可提製澱粉，又供藥用。葛根，能解饑退熱， 治高血壓、頸項強痛、冠心病等。 《詩經．國風．周南．葛覃》開頭寫道「葛之覃兮，施于中谷，維葉萋萋」，意思是 長長的葛藤生長，蔓延到谷中，伴隨著茂盛的葉子。兄台用「葛」來點題，訴說 C 語言近 50 年歷久彌新的發展，實在高竿啊！ : 我自己覺得是Linked list啦， : 射來射去的豆頁真的疼， : 花了好長時間才寫出一題來， : 好好的structure為什麼要再加上指到自己的指標呢? 這裡又用「豆」提醒大家，「葛」屬於豆科，用心良苦。 Linux 核心之父 Linus Torvalds 在 TED 2016 的訪談 [1] 中，用 linked list 程式碼 作為解說「程式設計的品味」，在有限的訪談中，Linus 不去解釋程式碼的運作，而僅用 程式碼的長度變化，讓會眾體驗到「一個目的有著多條路徑，但我們該如何取捨呢？」， 我想，這也是 C 語言程式設計中，最為困難的地方，也就是「品味」。 考慮以下自給定的 linked list 中刪去特定節點的程式碼: (佔用 10 行) void remove_list_node(List *list, Node *target) { Node *prev = NULL; Node *current = list->head; while (current != target) { prev = current; current = current->next; } if (!prev) list->head = target->next; else prev->next = target->next; } 但 Linus 說，其實可改寫為以下功能一致，但更有「品味」的實作: (僅用 4 行) void remove_list_node(List *list, Node *target) { Node **indirect = &list->head; while (*indirect != target) indirect = &(*indirect)->next; *indirect = target->next; } 上述程式碼從「要更新什麼位置的資料」思考，無論是 head 或者非 head，更新的是 同一類型的資料，不用特別操作，自然省下額外的處理。 也許你會好奇，那麼新增節點的程式碼是否也可運用類似技巧呢？當然可以！請見以下: void insert_list_node(List **head, int val) { while (*head) { head = &((*head)->next); } *head = calloc(1, sizeof(List)); (*head)->val = val; } 要掌握這樣的「品味」之前，務必先征服 C 罩杯。依據 Wikipedia 的解說 [2]: > 根據製造商的不同，版型可能有所不同因而穿著效果上有所差異。 > 罩杯尺寸大致是下列公式換算可得知：罩杯尺寸 = 上胸圍 - 下胸圍 上述「上圍」和「下圍」就對應到 C 語言規格的 data type，而在 C 語言中基礎運算 型態和對應修飾字均有資料範圍規範，千萬不要小看數值範圍對程式設計的影響，傾家 蕩產或國破家亡都有可能。 1996 年 6 月 4 日，在風和日麗的法屬蓋亞那太空中心 (法文: Centre Spatial Guyanais)，歐洲太空總署發射了一艘名為 Ariane 5 的火箭，預計運送 4 顆太陽風觀察 衛星到軌道。火箭本身加上載運的人造衛星及科學儀器值 USD 7.5 billion (台幣約2250 億)。Ariane 名稱來源於神話人物阿麗雅杜妮 (Ariadne) 的法語拼寫。 在當時，Ariane 系列火箭承包了全球商業衛星的發射約 50% 的業務量，而人們萬萬沒想 到，Ariane 5 發射後 37 秒，升空到 4 公里處，火箭偏離預定飛行軌跡，解體並爆炸， 2 名法國士兵當場死亡。 失事調查報告指出：水平加速偵測儀傳了一個 64-bit 浮點數給電腦，但飛行電腦用 16-bit 有號整數來接受這個浮點數，很不巧傳來的數字大於 32767，發生溢位 (Overflow) 例外，這樣的軟體設計缺失很常見，但對 Ariane 5 來說，下場竟是火箭的推進向量噴嘴 忽然朝某個方向轉到底，在高速偏航後，最終火箭解體。 開發 Ariane 5 火箭的軟體工程師在前一代 Ariane 4 中，小心翼翼地確認數值分佈， 確保水平速率的數值絕不會超過 16-bit 表達範圍以外。這些工程師在 Ariane 5 系統 沿用這段程式碼，卻沒有檢查前述假設是否符合新的設計。 上述 Ariane 5 火箭事故對應的展示用 C 語言程式如下: void show_info(double d, int16_t n) { n = (int16_t) d; printf("d = %f, n = %d \n", d, n); } int main() { double d1 = 32767.0, d2 = 32768.0; int16_t n = 0; show_info(d1, n); show_info(d2, n); return(0); } 第 1 個輸出是 n = 32767; 第 2 個輸出則是 n = -32768 差之毫釐，失之千里! 更多這類軟體缺失造成巨大危害的案例可見 [3]，問題的根源竟然是「沒掌握好罩杯」， 你說，是不是該誠實面對自己，學好數值系統呢？可參照線上講座 [4] 回到之前提及的 linked list，這不全然是資料結構相關議題，在真實世界中，我們還要 討論這類非連續記憶體的資料操作效率和正確性，尤其是 Throughput (吞吐量; 單位時 間內可處理多少的資料量) 和 Scalability (擴展性; 隨著硬體資源的投入，可處理越來 越多的資料或工作時的能力或潛力)，相當值得大書特書，可參見線上講座 [5] [6]。 歡迎關注「你所不知道的 C 語言」系列講座: http://hackfoldr.org/dykc/ [1] https://www.ted.com/talks/linus_torvalds_the_mind_behind_linux Linus 在 2001 年之後幾乎就沒有公開演講，只接受訪談對話形式，這次在 TED 竟然出動了 TED 總監 Chris Anderson 來訪談，可能是頭一遭 [2] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BD%A9%E6%9D%AF [3] https://hackmd.io/s/B1eo44C1- [4] https://hackmd.io/s/BkRKhQGae [5] https://hackmd.io/s/SkE33UTHf [6] https://hackmd.io/s/H19V4eyfV --

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