【工作篇】软件工程师的知识基础(持续更新)

01 IDE篇

一些流行的 IDE 示例包括：Visual Studio Code【我主用】、IntelliJ IDEA、Eclipse、PyCharm。

VScode 常用快捷键

• 保存文件：Ctrl + S
• 注释/取消注释行：Ctrl + /
• 定位代码的文件位置：Ctrl + Shift + E
• 打开文件：Ctrl + O
• 搜索文件：Ctrl + P
• 在文件中查找：Ctrl + F
• 跳转到对应代码行：Ctrl + G
• 切换打开的文件：Ctrl + Tab
• 回退/前进 先前定位位置：Alt + ← 、 Alt + →
• 转到函数的定义：F12

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02 C++ 知识篇

C++命名规则

在C++项目中，不同的文件后缀和命名约定通常用于区分文件的用途和内容。以下是这些命名的区别：

• xxx.h
• xxx_impl.cpp
• xxx.cc

xxx.h

• 含义: 头文件
• 用途: 通常用于声明类、函数、宏、常量等，不包含具体实现。
• 示例内容:

  // xxx.h
  #ifndef XXX_H
  #define XXX_H
   
  class MyClass {
  public:
      void doSomething();
  };
   
  #endif // XXX_H
  

xxx_impl.cpp

• 含义: 实现文件，带有_impl后缀
• 用途: 包含头文件中声明的类或函数的具体实现。_impl后缀常用来表示这些文件是实现部分，特别是当项目需要将实现细节分离出来时。
• 示例内容:

  // xxx_impl.cpp
  #include "xxx.h"
   
  void MyClass::doSomething() {
      // 实现细节
  }
  

xxx.cc

• 含义: 实现文件
• 用途: 包含头文件中声明的类或函数的具体实现。.cc是实现文件的另一种命名方式，与.cpp功能相同，主要是命名习惯不同。
• 示例内容:

  // xxx.cc
  #include "xxx.h"
   
  void MyClass::doSomething() {
      // 实现细节
  }
  

区别总结

• xxx.h: 用于声明，通常包含类、函数、宏等声明。
• xxx_impl.cpp: 用于实现，与头文件中的声明相对应，强调其作为实现部分的角色。
• xxx.cc: 用于实现，与.cpp等价，只是命名习惯不同。

劫持

劫持 new 是什么

在 C++ 开发中，“劫持 new” 是指重载全局 new 运算符，以便在动态内存分配时插入自定义逻辑。这可以用于多种目的，如日志记录、性能监控或调试信息、内存池管理、调试内存泄漏。

【简单示例】劫持 new

#include 
#include 
#include  /*为了使用 placement new
new 运算符会分配内存并调用对象的构造函数，
而 placement new 则只调用构造函数而不分配内存，内存是由调用者提前分配好的。*/ 
 
using namespace std;
 
// 重载全局 new 运算符
void* operator new(size_t size) {
    cout << "自定义 new 运算符: 分配 " << size << " 字节" << endl;
    // 使用标准 malloc 分配内存
    void* p = malloc(size);
    if (!p) {
        throw bad_alloc(); // 如果分配失败，抛出异常
    }
    return p;
}
 
// 重载全局 delete 运算符
void operator delete(void* p) noexcept {
    cout << "自定义 delete 运算符: 释放内存" << endl;
    // 使用标准 free 释放内存
    free(p);
}
 
int main() {
    // 使用重载的 new 运算符
    int* p = new int;
    *p = 42;
    cout << "分配的整数值: " << *p << endl;
 
    // 使用重载的 delete 运算符
    delete p;
 
    return 0;
}
 
 
/*输出内容：
自定义 new 运算符: 分配 4 字节
分配的整数值: 42
*/

该示例中，重载了new和delete操作符。当使用new来分配内存时，会调用定义的operator new函数，它会输出分配的内存大小并返回分配的内存地址；当使用delete来释放内存时，会调用定义的operator delete函数，它会输出相应的提示信息并释放内存。

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demo

在 C++ 中，"demo" 通常指示例程序，用于展示某种特定功能或技术。通过示例程序，开发者可以学习和理解如何在实际代码中实现和应用这些功能。

【简单示例】基本的 C++ 示例程序，展示了输入输出、变量声明、条件语句和循环等基本功能。

#include 
using namespace std;
 
int main() {
    // 声明变量
    int number;
    
    // 输出提示信息
    cout << "请输入一个整数: ";
    
    // 获取用户输入
    cin >> number;
    
    // 判断输入的数字是否为正数、负数或零
    if (number > 0) {
        cout << "您输入的是一个正数。" << endl;
    } else if (number < 0) {
        cout << "您输入的是一个负数。" << endl;
    } else {
        cout << "您输入的是零。" << endl;
    }
    
    // 输出从 1 到输入数字的所有数
    cout << "从 1 到 " << number << " 的数字是: ";
    for (int i = 1; i <= number; ++i) {
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;
    
    // 结束程序
    return 0;
}
 
/*输出内容：
请输入一个整数: 3
您输入的是一个正数。
从 1 到 3 的数字是: 1 2 3
*/

该示例展示了 C++ 中的一些基础语法和功能，包括变量声明、输入输出、条件判断和循环。

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03 linux 知识篇

Linux API

Linux API 是指 Linux 操作系统 提供的应用程序接口，用于与操作系统进行交互，而不需要了解底层实现细节。它包含了一系列的函数、系统调用、库函数和数据结构，用于实现各种系统级的操作，如文件操作、进程管理、网络通信等。

常见的 Linux API 包括 POSIX 标准定义的接口、系统调用（如 open、read、write 等）、网络套接字 API（如 socket、bind、listen 等）、进程管理 API（如 fork、exec、waitpid 等）等。

【简单示例】假设要创建一个简单的C程序，在Linux上创建一个文本文件并写入一些内容。可以使用Linux API中的函数来实现

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main() {
    // 创建或打开一个文件，如果不存在则创建，如果存在则截断为0
    int fd = open("example.txt", O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    // 写入内容到文件
    const char *text = "Hello, Linux API!\n";
    ssize_t bytes_written = write(fd, text, strlen(text));
    if (bytes_written == -1) {
        perror("write");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    // 关闭文件
    if (close(fd) == -1) {
        perror("close");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    printf("File 'example.txt' created and written successfully.\n");
    return 0;
}

该程序使用了几个Linux API函数：

1. open()：用于打开或创建一个文件，返回一个文件描述符（file descriptor），如果出错则返回-1。
2. write()：用于将数据写入文件，接受文件描述符、数据指针和数据长度作为参数，返回写入的字节数，如果出错则返回-1。
3. close()：用于关闭文件，接受文件描述符作为参数，返回0表示成功，-1表示失败。

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04 DB 知识篇

原子操作

在数据库中，原子操作是指不可再分割的操作单元，要么全部执行成功，要么全部不执行，不存在部分执行的情况。这是保证数据库操作的一致性、完整性和并发性的重要机制之一。

常见的数据库原子操作包括事务（Transaction）和乐观锁（Optimistic Locking）等。

事务是数据库中执行的一组操作，这些操作要么全部成功提交，要么全部失败回滚，保证了数据的一致性和完整性。在关系型数据库中，常见的事务操作包括：

• 开始事务（BEGIN TRANSACTION）
• 提交事务（COMMIT）
• 回滚事务（ROLLBACK）等

下面是一个简单的示例，展示了如何使用事务来执行一系列数据库操作：

假设有一个accounts表，包含账户id（id）和账户余额（balance）两个字段。

CREATE TABLE accounts (
    id INT PRIMARY KEY,
    balance DECIMAL(10,2)
);

现在我们来模拟一个转账的操作：

START TRANSACTION;
 
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 123;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 456;
 
-- 检查余额是否足够
IF (SELECT balance FROM accounts WHERE id = 123) < 0 THEN
    -- 回滚事务
    ROLLBACK;
ELSE
    -- 提交事务
    COMMIT;
END IF;

该示例中，首先开启了一个事务（START TRANSACTION），然后执行两次更新操作，分别将账户123的余额减少100，并将账户456的余额增加100。接着检查账户123的余额是否小于0，如果小于0，则说明转账失败，需要回滚事务（ROLLBACK），否则提交事务（COMMIT）。

这样，整个转账过程要么全部成功，要么全部失败，保证了数据的一致性。

另一种原子操作的实现方式是乐观锁。乐观锁是通过版本控制或者时间戳等方式来实现的。在执行修改操作之前，先检查数据是否被其他事务修改过，如果没有，则允许修改并更新版本号或时间戳；如果数据已经被修改，则放弃修改或者采取其他冲突解决策略。

乐观锁的实现示例如下：

UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 123 AND version = 5;

在这个示例中，除了更新操作外，还加入了一个条件：版本号为5。如果在执行更新操作时，版本号不再是5，则更新操作不会生效，这样可以避免多个事务同时修改同一条数据而导致数据不一致的情况。

总的来说，原子操作在数据库中是确保数据操作的一致性和完整性的重要机制，事务和乐观锁是常见的实现方式。

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