Fw: [問卦] C語言最難的部分是哪一個

[okcool ( )]

※ [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

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.116.82.61
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1547666654.A.446.html
推 rockieloser: 推
推 sammoon: 趕快推
推 Turas: 趁早
推 pipi8696044: 116
推 jhjhs33504: 五推內
推 siscon: 哇賽
推 HateAnus: 十推
推 cip604: 推
推 dklash: 只能推了...
噓 blue999: 說中文
推 ohsuoh: 笑了
→ jserv: @blue999, 請問哪段的中文表達不清楚呢？
推 IsMe5566: 釣到大神了
推 POCARI5566: 有神快拜
推 water200427: 這不管嗑了什麼，都給我來一點
推 raagi: 推 老師是不是壓力大
→ jhjhs33504: 後半牽涉到計算機組織的部分略嫌草率
推 Noxves: 推
→ jserv: @raagi, 我面臨的壓力約 101.325 kPa (標準 1 大氣壓)
→ jserv: @jhjhs33504, 感謝鞭策！表示之後我可以繼續回文補充
推 buckle: 推
推 b0920075: 真的嗑很多...推
→ jserv: https://twitter.com/jserv/status/865494427447336961 #
推 WYchuang: 有人說C++現在很爛 不知道大神的看法如何
推 ap954212: 老師早點睡
推 kiwi0530: 老師辛苦了，這麼晚還沒睡
→ jserv: @kiwi0530, 又到選課時間，怕課堂學生不夠，上來打廣告
推 f1256421: 我有推薦學弟妹去修 也有幫忙在低卡打廣告ㄛ
推 wenmilkyway: 文組QQ
→ takechance: 文組路過，反正就是理組無能讓火箭爆掉的對吧
推 owlonoak: 請問可以在哪上你的課阿
推 ninjahatoru: jserv!
推 waeshine: 推推
→ jserv: @takechance, 與其說「無能」，不如說現在工程挑戰已超出
→ jserv: 人們預期太多，而且隨著自動駕駛、遠距醫療手術，和通訊
推 jellyfishuan: 如果兩年前我是這樣入門的話 QQ
→ jserv: 系統大幅仰賴著複雜的軟體，挑戰更加嚴苛
推 brad001: 希望大三大四後能修教授的課 覺得自己實力不夠不敢選那堂
→ brad001: QQ
推 hizuki: gcc對強制轉換都有檢查了
→ jserv: 不過也不用杞人憂天，許多軟體工程師的創作在被大規模採納
→ jserv: 之前，就被宣布報銷了 (特別是台灣軟體工程師...)
→ shawnfu: 看到一堆pointer就頭痛, 還好不寫底層
推 doggying123: 推
→ jserv: @brad001, 有體力有決心就可以來 :-)
推 nonsu: 推
推 victoryzy: 跟著老師學好C語言有機會征服C罩杯嗎QQ
→ jserv: @victoryzy, 其實我是先征服C罩杯，然後才發現掌握C語言
→ jserv: 所以我讀 C 語言規格書時，對 data type 特別有感啊
推 bigrange: 老師接下來可以跳戰D罩杯了
→ jserv: @shawnfu, 以K&R C為例，許多人聞風喪膽的指標一直到該書的
→ jserv: 第 5 章，約全書一半才提到。可解讀為「你可以在不懂指標是
→ jserv: 什麼之前，仍可掌握多數的 C 語言功能」
→ jserv: @bigrange, 合用最重要，老婆哺乳漲得辛苦
→ jserv: @owlonoak, http://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/jserv #
→ jserv: 上方連結有實體課程和線上講座的清單
推 revorea: 努...努力抽出時間把低級C語言學好中
推 hackerman: 每次看到得跪,腿好酸...
推 notneme159: 推個 完全看不懂
推 u9914014: 推
推 ZhouGongJin: 居……居然上鉤了
推 nanozako: 嗯 懂個5趴左右
推 gaduoray: 推一下 免得別人以為我看不懂
推 lala86591: Hello world
推 scottshai: 請問最近 systemd v240 的 systemd-journald exploit
推 thcb3181: 大神～
推 scottshai: 這類透過 stack overflow 的攻擊能夠從程式裡面防範嗎
推 bewilderment: XD
→ scottshai: 還是都使用 GCC 的 -fstack-clash-protection 編譯就好
推 ttff: 真神人也...
推 alan23273850: 原來 linked list 可以從 10 行精簡為 4 行阿......
→ alan23273850: 真是長知識了，從來都不知道 C 語言可以那麼美，就
→ alan23273850: 跟C罩杯一樣(誤)，只是一下&一下*的看得豆頁女子痛.
推 kinomon: 笑死
推 q10242: 推
推 a2470abc: 先推大神 不知道最近嗑了什麼超純的
推 abc88662a: 先跪  嗚嗚嗚 jserv我推不上成大QQ
推 cool9203: 推老師QQ成大資工所有得上老師開的系統類的課嗎QQ
推 coolda: 推
推 rex44391: 推
推 TrevorStory: 長知識了
推 fwfly: 有神快拜
推 will1118: 老師好
推 heary: 推
推 Kerry: 推
推 CaptainTeemo: 太久沒用 C 惹，那四行想了一下
推 hotrain13: 大神出來了
推 jerry0715no1: 老師好
推 max0616: 推
推 Donaldren: 推
推 shunchao:
推 silentduke: 推
推 bala73: 有神快拜
推 ljsnonocat2:
推 gowellplayer: 讚
推 cons: 推
推 devilkool: 是大神
推 chps920281: 推
推 stw0975: 推
推 phubber: 推
推 pleasewait: jserv!
推 mamaka: 推
推 edward811022: 先推再說
推 SiFox: 推，我也要嗑
推 lookto: 推
推 yihchii: 推
推 lpoijk: 我的媽呀是大神 還很認真的回了廢文XDD
推 MattOwl: 讚
推 ji3g4m0: 我媽問我為什麼跪著打字
推 uonyang: 有神快拜…樓下快跪
推 DWR: 什麼東西啦                                有神快推
推 gugugaga: 為什麼刪除節點不用free掉啊
推 fuga0000: 推
→ ssccg: remove是把節點從list上拿掉，還沒有確定要刪掉節點
推 minimax76715: 有神快拜
推 kig88: 快拜
噓 loona: 難個屁 學店仔
推 loona: 噓錯人 推回來
推 crazywolf: 哇，雖然看不懂還是推一下
推 perytech: 好文推！
推 BinJohn5566: 推
推 lwrwang: 神人快拜
推 vi000246: 我還是寫寫出bug不會死人的程式碼就好
推 CoolboyLinya: 看無
推 chang564: 朝聖
推 e00291001: 參見大神
推 yluok: 推
推 dmmsiang: 推
推 rum579: 推
推 abb123456: 推
推 jackwula9211: 太久沒碰C都快看不懂了，大神降臨
推 vn509942: 大神
推 abc53: 推
推 legendd: 朝聖個
推 jitaomef: 推
推 youjan: 快推
推 cphs102007: 蛤
推 VIGUTA: 腦幹中 我想我這輩子永遠搞不懂指指標了
推 tyr2004: 推
推 Wand: 哈哈，大師早
推 gs8613789: 拜一下
推 TitanEric: 推唷
推 hotsizzle: 跪推
推 terryshu: 以跪
推 Euteamo: 推
推 qwer338859: 神
→ jserv: @loona, 我讀學店、我在學店教書，我驕傲！
→ jserv: @vi000246, 可是這樣的存在感就很低，咱們工程師要做大事的
→ jserv: @ssccg, 感謝澄清，上面我提及的操作應拆解為 remove (移除
→ jserv: 指定節點在 linked list 的連結) 和 reclamation (實際收回
→ jserv: 不再連結的記憶體空間，如網友提到的呼叫 free)
→ jserv: @lpoijk, 身處台灣最好的學店，當然要發廢文啊
→ jserv: @alan23273850, 任何領域追求極致的過程，都有「美」的成分
→ jserv: @cool9203, 歡迎訂閱線上講座 YouTube 頻道 (.GUTS)
推 tim0922: 不管怎樣 我先跪了
推 ck237: 看不懂
推 david220: XD
推 KLSAKKOCK: 推
推 mmc109815038: 看不懂  可是淚推
→ jserv: @mmc109815038, Linus舉出的程式碼就跟詩經一樣精簡又富有
推 love5566fan: 116
→ jserv: 情感。我學中文好多年，至今仍是很難掌握，程式語言也如是
推 xhung: 推推推 要不然別人以為我看不懂 XD
推 v86861062: :)
推 leo80042: 推
推 zu00405479: 老師請問半路出家的要怎麼讓基礎更扎實?  QQ
推 charlly: 頭痛
推 kuanyuu: 老師好！
推 KaryuuIssen: 移除時不用考慮找不到節點的情況嗎
推 Mood10207: 專業推@@！
推 a23460701: 推推松鼠
推 Lpll: 老師又出來拉高八卦的智商了QQ
推 heaviest: 推，希望有緣去成大上老師的課
推 Cybershit: 半夜不睡在發廢文
推 penta: 老師救我啊啊啊啊
推 maxxpme: 推
推 ikenaka: 116
推 he02789222: 117樓笑死ww jserv只能跪<(_ _)>
推 jetcoco: 嗯嗯 和我想的一樣
推 bij831: 說中文啊我看不懂
推 fg008kimo: 這來源解說得不錯  長知識
推 bassplayer: 優質文！
推 hohamita: 老師 程式碼的可讀性跟精簡程度要怎麼取捨呢
推 CrazyBug: Linked list都忘光惹
推 bbo6uis122: 推
推 xiefengan: 推
推 zoidsa12101: C語言都快忘了
推 OFAlpaca: 當初看到Linus的版本真的覺得很神奇
推 bridgepons: 神
→ Rapsody: 葛根: 解"肌"退熱 謝謝
推 j900155: 拜神
推 a9233085: https://i.imgur.com/VuiZrxn.jpg
推 Cyuhsuan: Push
推 yangbob1203: 希望畢業前有機會修老師的課
推 a5245242003: 請不會認真回廢文
推 aa85ss20: 老師！
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
※ 轉錄者: okcool (1.171.52.12), 01/17/2019 21:20:29