Rust语言的编程范式

2020年04月04日陈皓评论 107 条评论 118,794 人阅读

总是有很多很多人来问我对Rust语言怎么看的问题，在各种地方被at，其实，我不是很想表达我的想法。因为在不同的角度，你会看到不同的东西。编程语言这个东西，老实说很难评价，在学术上来说，Lisp就是很好的语言，然而在工程使用的时候，你会发现Lisp没什么人用，而Javascript或是PHP这样在学术很糟糕设计的语言反而成了主流，你觉得C++很反人类，在我看来，C++有很多不错的设计，而且对于了解编程语言和编译器的和原理非常有帮助。但是C++也很危险，所以，出现在像Java或Go 语言来改善它，Rust本质上也是在改善C++的。他们各自都有各自的长处和优势。

因为各个语言都有好有不好，因此，我不想用别的语言来说Rust的问题，或是把Rust吹成朵花以打压别的语言，写成这样的文章，是很没有营养的事。本文主要想通过Rust的语言设计来看看编程中的一些挑战，尤其是Rust重要的一些编程范式，这样反而更有意义一些，因为这样你才可能一通百通。

这篇文章的篇幅比较长，而且有很多代码，信息量可能会非常大，所以，在读本文前，你需要有如下的知识准备：

你对C++语言的一些特性和问题比较熟悉。尤其是：指针、引用、右值move、内存对象管理、泛型编程、智能指针……
当然，你还要略懂Rust，不懂也没太大关系，但本文不会是Rust的教程文章，可以参看“Rust的官方教程”（中文版）

因为本文太长，所以，我有必要写上 TL;DR ——

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程序员练级攻略（2018) 与我的专栏

2018年05月29日陈皓评论 62 条评论 153,430 人阅读

写极客时间8个月了，我的专栏现在有一定的积累了，今天想自己推荐一下。因为最新的系列《程序员练级攻略（2018）版》正在连载中，而且文章积累量到了我也有比较足的自信向大家推荐我的这个专栏了。推荐就从最新的这一系统的文章开始。

2011年，我在 CoolShell 上发表了《程序员技术练级攻略》一文，得到了很多人的好评（转载的不算，在我的网站上都有近1000W的访问量了）。并且陆续收到了一些人的反馈，说跟着这篇文章找到了不错的工作。几年过去，也收到了好些邮件和私信，希望我把这篇文章更新一下，因为他们觉得有点落伍了。是的，老实说，抛开这几年技术的更新迭代不说，那篇文章写得也不算特别系统，同时标准也有点低，当时是给一个想要入门的朋友写的，所以，非常有必要从头更新一下《程序员练级攻略》这一主题。

目前，我在我极客时间的专栏上更新《程序员练级攻略（2018版）》。升级版的《程序员练级攻略》会比Coolshell上的内容更多，也更专业。这篇文章有【入门篇】、【修养篇】、【专业基础篇】、【软件设计篇】、【高手成长篇】五大篇章，它们会帮助你从零开始，一步步地，系统地，从陌生到熟悉，到理解掌握，从编码到设计再到架构，从码农到程序员再到工程师再到架构师的一步一步进阶，完成从普通到精通到卓越的完美转身……

这篇文章是我写得最累也是最痛苦的文章，原因如下：

学习路径的梳理。这是一份计算编程相关知识地图，也是一份成长和学习路径。所以有太多的推敲了，知识的路径，体，地图……这让我费了很多工夫，感觉像在编写一本教材一样，即不能太高大上，也不能误人子弟。
新旧知识的取舍。另外，因为我的成长经历中很多技术都成了过去时，所以对于新时代的程序员应该学习新的技术，然后，很多基础技术在今天依然管用，所以，在这点上，哪些要那些不要，也花了我很多的工夫。
文章书籍的推荐。为了推荐最好的学习资料和资源，老实说，我几乎翻遍了整个互联网，进行了大量的阅读和比较。这个过程让我也受益非浅。一开始，这篇文章的大小居然在500K左右，太多的信息就是没有信息，所以在信息的筛选上我花费了很多的工夫，删掉了60%的内容。但是，依然很宠大。

总之，你一定会被这篇文章的内容所吓到的，是的，我就是故意这样做的，因为，这本来就没有什么捷径，也不可能速成，很多知识都是硬骨头，你只能一口一口的啃，我故意这样做就是为了让你不要有“速成”的幻想，也可以轻而一举的吓退那些不想用功不想努力的人。

但是，我们也要知道《易经》有云：“取法其上，得乎其中，取法其中，得乎其下，取法其下，法不得也”。所以，我这里会给你立个比较高标准，你要努力达到，相信我，就算是达不到，也会比你一开始期望的要高很多……

下面是这份练级攻略的目录，目前只在极客时间上发布，你需要付费阅读（在本文最后有相关的二维码）。

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API设计原则 – Qt官网的设计实践总结

2017年07月25日李鼎评论 26 条评论 79,114 人阅读

（感谢好友 @李鼎翻译此文）

原文链接：API Design Principles – Qt Wiki
基于Gary的影响力上 Gary Gao 的译文稿：C++的API设计指导

译序

Qt的设计水准在业界很有口碑，一致、易于掌握和强大的API是Qt最著名的优点之一。此文既是Qt官网上的API设计指导准则，也是Qt在API设计上的实践总结。虽然Qt用的是C++，但其中设计原则和思考是具有普适性的（如果你对C++还不精通，可以忽略与C++强相关或是过于细节的部分，仍然可以学习或梳理关于API设计最有价值的内容）。整个篇幅中有很多示例，是关于API设计一篇难得的好文章。

需要注意的是，这篇Wiki有一些内容并不完整，所以，可能会有一些阅读上的问题，我们对此做了一些相关的注释。

PS：翻译中肯定会有不足和不对之处，欢迎评论&交流；另译文源码在GitHub的这个仓库中，可以提交Issue/Fork后提交代码来建议/指正。

API设计原则

一致、易于掌握和强大的API是Qt最著名的优点之一。此文总结了我们在设计Qt风格API的过程中所积累的诀窍（know-how）。其中许多是通用准则；而其他的则更偏向于约定，遵循这些约定主要是为了与已有的API保持一致。

虽然这些准则主要用于对外的API（public API），但在设计对内的API（private API）时也推荐遵循相同的技巧（techniques），作为开发者之间协作的礼仪（courtesy）。

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Leetcode 编程训练

2014年10月23日陈皓评论 96 条评论 189,560 人阅读

LeetCodeLogo (1) Leetcode这个网站上的题都是一些经典的公司用来面试应聘者的面试题，很多人通过刷这些题来应聘一些喜欢面试算法的公司，比如：Google、微软、Facebook、Amazon之类的这些公司，基本上是应试教育的功利主义。

我做这些题目的不是为了要去应聘这些公司，而是为了锻炼一下自己的算法和编程能力。因为我开始工作的时候基本没有这样的训练算法和编程的网站，除了大学里的“算法和数据结构”里的好些最基础最基础的知识，基本上没有什么训练。所以，当我看到有人在做这些题的时候，我也蠢蠢欲动地想去刷一下。

于是，我花了3-4个月的业余时间，我把Leetcode的154道题全部做完了。（这也是最近我没有太多的时间来写博客的原因，你可以看到我之前做的那个活动中有几个算法题来自于Leetcode）有人说我时间太多了，这里声明一下，我基本上都是利用了晚上10点以后的时间来做这些题的。

LeetCode的题大致分成两类：

1）基础算法的知识。这些题里面有大量的算法题，解这些题都是有套路的，不是用递归（深度优先DFS，广度优先BFS），就是要用动态规划（Dynamic Programming），或是拆半查找（Binary Search），或是回溯（Back tracing），或是分治法（Divide and Conquer），还有大量的对树，数组、链表、字符串和hash表的操作。通过做这些题能让你对这些最基础的算法的思路有非常扎实的了解和训练。对我而言，Dynamic Programming 是我的短板，尤其是一些比较复杂的问题，在推导递推公式上总是有思维的缺陷（数学是我的硬伤），通过做了这些题后，我能感到我在DP的思路上有了很大的收获。

2）编程题。比如：atoi，strstr，add two num，括号匹配，字符串乘法，通配符匹配，文件路径简化，Text Justification，反转单词等等，这些题的Edge Case, Corner Case有很多。这些题需要你想清楚了再干，只要你稍有疏忽，就会有几个case让你痛不欲生，而且一不小心就会让你的代码会写得又臭又长，无法阅读。通过做这些题，可以非常好的训练你对各种情况的考虑，以及你对程序代码组织的掌控（其实就是其中的状态变量）。还记得我在《函数式编程》中说的，程序中的状态是你程序变得复杂难维护的直接原因。

我觉得每个程序员都应该花时间和精力做这些题，因为你会从这些题中得到很大的收益。做完这些题后你一定会明白下面几个道理：

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State Threads 回调终结者

2014年10月12日 Leo 评论 50 条评论 54,825 人阅读

（感谢网友 @我的上铺叫路遥 投稿）

上回写了篇《一个“蝇量级”C语言协程库》，推荐了一下Protothreads，通过coroutine模拟了用户级别的multi-threading模型，虽然本身足够“轻”，杜绝了系统开销，但这个库本身应用场合主要是内存限制的嵌入式领域，提供原生态组件太少，使用限制太多，比如依赖其它调用产生阻塞等。

这回又替大家在开源界淘了个宝，推荐一个轻量级网络应用框架State Threads（以下简称ST），总共也就3000行C代码，跟Protothreads不同在于ST针对的就是高性能可扩展服务器领域（值得一提的是Protothreads官网参考链接上第一条就是ST的官网）。在其FAQ页面上一句引用”Perfection is achieved not when there is nothing more to add, but rather when there is nothing more to take away.”可以视为开发人员对ST源码质量的自信。

历史渊源

首先介绍一下这个库的历史渊源，从代码贡献者来看，ST不是个人作品，而是有着雄厚的商业支持和应用背景，比如服务器领域，在这里你可以看到ST曾作为Apache的多核应用模块发布。其诞生最初是由网景（Netscape）公司的MSPR（Netscape Portable Runtime library）项目中剥离出来，后由SGI（Silicon Graphic Inc）还有Yahoo!公司（前者是主力）开发维护的独立线程库。历史版本方面，作为SourceForge上开源项目，由2001年发布v1.0以来一直到2009年v1.9稳定版后未再变动。在平台移植方面，从Makefile的配置选项中可知ST支持多种Unix-like平台，还有专门针对Win32的源码改写。源码例子中，提供了web server、proxy以及dns三种编程实例供参考。可以说代码质量应该是相当的稳定和可靠的。

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C语言的整型溢出问题

2014年04月21日陈皓评论 96 条评论 109,869 人阅读

整型溢出有点老生常谈了，bla, bla, bla… 但似乎没有引起多少人的重视。整型溢出会有可能导致缓冲区溢出，缓冲区溢出会导致各种黑客攻击，比如最近OpenSSL的heartbleed事件，就是一个buffer overread的事件。在这里写下这篇文章，希望大家都了解一下整型溢出，编译器的行为，以及如何防范，以写出更安全的代码。

什么是整型溢出

C语言的整型问题相信大家并不陌生了。对于整型溢出，分为无符号整型溢出和有符号整型溢出。

对于unsigned整型溢出，C的规范是有定义的——“溢出后的数会以2^(8*sizeof(type))作模运算”，也就是说，如果一个unsigned char（1字符，8bits）溢出了，会把溢出的值与256求模。例如：

unsigned char x = 0xff;
printf("%d\n", ++x);

上面的代码会输出：0 （因为0xff + 1是256，与2^8求模后就是0）

对于signed整型的溢出，C的规范定义是“undefined behavior”，也就是说，编译器爱怎么实现就怎么实现。对于大多数编译器来说，算得啥就是啥。比如：

signed char x =0x7f; //注：0xff就是-1了，因为最高位是1也就是负数了
printf("%d\n", ++x);

上面的代码会输出：-128，因为0x7f + 0x01得到0x80，也就是二进制的1000 0000，符号位为1，负数，后面为全0，就是负的最小数，即-128。

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C语言结构体里的成员数组和指针

2014年04月01日陈皓评论 195 条评论 147,370 人阅读

单看这文章的标题，你可能会觉得好像没什么意思。你先别下这个结论，相信这篇文章会对你理解C语言有帮助。这篇文章产生的背景是在微博上，看到@Laruence同学出了一个关于C语言的题，微博链接。微博截图如下。我觉得好多人对这段代码的理解还不够深入，所以写下了这篇文章。

为了方便你把代码copy过去编译和调试，我把代码列在下面：

#include <stdio.h>
struct str{
    int len;
    char s[0];
};

struct foo {
    struct str *a;
};

int main(int argc, char** argv) {
    struct foo f={0};
    if (f.a->s) {
        printf( f.a->s);
    }
    return 0;
}

你编译一下上面的代码，在VC++和GCC下都会在14行的printf处crash掉你的程序。@Laruence 说这个是个经典的坑，我觉得这怎么会是经典的坑呢？上面这代码，你一定会问，为什么if语句判断的不是f.a？而是f.a里面的数组？写这样代码的人脑子里在想什么？还是用这样的代码来玩票？不管怎么样，看过原微博的回复，我个人觉得大家主要还是对C语言理解不深，如果这算坑的话，那么全都是坑。

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一个浮点数跨平台产生的问题

2014年03月15日 tanglei.name 评论 25 条评论 34,868 人阅读

感谢网友唐磊（微博@唐磊_name）投稿，本文原文在唐磊的博客上（原文地址），原文分析还不够好，而且可能对人有误导，所以，我对原文做了很多修改，并加了Linux下的内容。浮点数是一个很复杂的事情，希望这篇文章有助于大家了解浮点数与其相关的C/C++的编译选项。（注：我没有Windows 32位以及C#的环境，所以，对于Windows 32位的程序和C#的程序没有验证过）

背景就简单点儿说，最近一个项目C#编写，涉及浮点运算，来龙去脉省去，直接看如下代码。

float p3x = 80838.0f;
float p2y = -2499.0f;
double v321 = p3x * p2y;
Console.WriteLine(v321);

很简单吧，马上笔算下结果为-202014162，没问题，难道C#没有产生这样的结果？不可能吧，开启Visual Studio，copy代码试试，果然结果是-202014162。就这样完了么？显然没有！你把编译时的选项从AnyCPU改成x64试试~(服务器环境正是64位滴哦！！)结果居然边成了-202014160，对没错，就是-202014160。有点不相信，再跑两遍，仍然是-202014160。呃，想通了，因为浮点运算的误差，-202014160这个结果是合理的。

为什么合理呢？很正常，因为上面的p3x和p2y是两个float类型，虽然v321是double，但也是两个float类型计算完后再转成double的，float的精度本来也只有7位，所以，对于这个上亿的数，自然没有办法保证精度。

但是为什么修改CPU的type会有不同的效果？嗯，我们再试试C/C++。

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由苹果的低级Bug想到的

2014年02月24日陈皓评论 116 条评论 111,413 人阅读

2014年2月22日，在这个“这么二”的日子里，苹果公司推送了 iOS 7.0.6（版本号11B651）修复了 SSL 连接验证的一个 bug。官方网页在这里：http://support.apple.com/kb/HT6147，网页中如下描述：

Impact: An attacker with a privileged network position may capture or modify data in sessions protected by SSL/TLS

Description: Secure Transport failed to validate the authenticity of the connection. This issue was addressed by restoring missing validation steps.

也就是说，这个bug会引起中间人攻击，bug的描述中说，这个问题是因为miss了对连接认证的合法性检查的步骤。

这里多说一句，一旦网上发生任何的和SSL/TL相关的bug或安全问题，不管是做为用户，还是做为程序员的你，你一定要高度重视起来。因为这个网络通信的加密协议被广泛的应用在很多很多最最需要安全的地方，如果SSL/TLS有问题的话，意味着这个世界的计算机安全体系的崩溃。

Bug的代码原因

Adam Langley的《Apple’s SSL/TLS bug 》的博文暴出了这个bug的细节。（在苹果的开源网站上，通过查看苹果的和SSL/TLS有关的代码变更，我们可以在文件sslKeyExchange.c中找到下面的代码）

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一个“蝇量级” C 语言协程库

2014年01月28日 Leo 评论 54 条评论 109,050 人阅读

（感谢网友 @我的上铺叫路遥 投稿）

协程(coroutine)顾名思义就是“协作的例程”（co-operative routines）。跟具有操作系统概念的线程不一样，协程是在用户空间利用程序语言的语法语义就能实现逻辑上类似多任务的编程技巧。实际上协程的概念比线程还要早，按照 Knuth 的说法“子例程是协程的特例”，一个子例程就是一次子函数调用，那么实际上协程就是类函数一样的程序组件，你可以在一个线程里面轻松创建数十万个协程，就像数十万次函数调用一样。只不过子例程只有一个调用入口起始点，返回之后就结束了，而协程入口既可以是起始点，又可以从上一个返回点继续执行，也就是说协程之间可以通过 yield 方式转移执行权，对称（symmetric）、平级地调用对方，而不是像例程那样上下级调用关系。当然 Knuth 的“特例”指的是协程也可以模拟例程那样实现上下级调用关系，这就叫非对称协程（asymmetric coroutines）。

基于事件驱动模型

我们举一个例子来看看一种对称协程调用场景，大家最熟悉的“生产者-消费者”事件驱动模型，一个协程负责生产产品并将它们加入队列，另一个负责从队列中取出产品并使用它。为了提高效率，你想一次增加或删除多个产品。伪代码可以是这样的：

# producer coroutine
loop
while queue is not full
  create some new items
  add the items to queue
yield to consumer

# consumer coroutine
loop
while queue is not empty
  remove some items from queue
  use the items
yield to producer

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酷壳 – CoolShell

享受编程和技术所带来的快乐 – Coding Your Ambition

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标签： C++

Rust语言的编程范式

2020年04月04日陈皓评论 107 条评论 118,794 人阅读

程序员练级攻略（2018) 与我的专栏

2018年05月29日陈皓评论 62 条评论 153,430 人阅读

API设计原则 – Qt官网的设计实践总结

2017年07月25日李鼎评论 26 条评论 79,114 人阅读

译序

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2014年10月23日陈皓评论 96 条评论 189,560 人阅读

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2014年10月12日 Leo 评论 50 条评论 54,825 人阅读

历史渊源

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2014年04月21日陈皓评论 96 条评论 109,869 人阅读

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2014年04月01日陈皓评论 195 条评论 147,370 人阅读

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2014年03月15日 tanglei.name 评论 25 条评论 34,868 人阅读

由苹果的低级Bug想到的

2014年02月24日陈皓评论 116 条评论 111,413 人阅读

Bug的代码原因

一个“蝇量级” C 语言协程库

2014年01月28日 Leo 评论 54 条评论 109,050 人阅读

基于事件驱动模型