traits设计和用法

在 C++ 中，Traits（特性）是一种设计模式，通常用于提供类型信息或行为的模板类。Traits 允许在编译时获取类型的特性，从而实现更灵活和可扩展的代码。Traits 模式广泛应用于标准库和现代 C++ 编程中，尤其是在模板编程和泛型编程中。

1. Traits 的设计

Traits 通常是一个模板类，专门用于提供与类型相关的信息。它们可以用于：

  • 类型特性: 提供类型的属性（如是否是指针、是否是类等）。
  • 类型转换: 提供类型的转换信息（如获取类型的基类、去除引用等）。
  • 类型操作: 提供与类型相关的操作（如获取类型的大小、默认构造函数等）。

2. Traits 的基本用法

以下是一些常见的 Traits 用法示例：

a. 类型特性

使用 std::is_integral 来检查一个类型是否是整数类型：

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#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
void checkType() {
    if (std::is_integral<T>::value) {
        std::cout << "T is an integral type." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "T is not an integral type." << std::endl;
    }
}

int main() {
    checkType<int>();    // 输出: T is an integral type.
    checkType<double>(); // 输出: T is not an integral type.
    return 0;
}

b. 自定义 Traits

你可以定义自己的 Traits 类来提供特定类型的信息。例如，定义一个 Traits 类来获取类型的大小：

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#include <iostream>

template<typename T>
struct TypeTraits {
    static const size_t size = sizeof(T);
};

int main() {
    std::cout << "Size of int: " << TypeTraits<int>::size << std::endl; // 输出: Size of int: 4
    std::cout << "Size of double: " << TypeTraits<double>::size << std::endl; // 输出: Size of double: 8
    return 0;
}

c. 结合 SFINAE

Traits 可以与 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）结合使用，以实现更复杂的模板特化。例如，选择性地启用某些函数：

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#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type
process(T value) {
    std::cout << "Processing integral type: " << value << std::endl;
}

template<typename T>
typename std::enable_if<!std::is_integral<T>::value>::type
process(T value) {
    std::cout << "Processing non-integral type: " << value << std::endl;
}

int main() {
    process(42);        // 输出: Processing integral type: 42
    process(3.14);     // 输出: Processing non-integral type: 3.14
    return 0;
}

3. Traits 的应用

Traits 在 C++ 标准库中有广泛的应用，以下是一些常见的例子：

  • std::iterator_traits: 提供迭代器的类型信息，如值类型、指针类型等。
  • std::numeric_limits: 提供数值类型的特性，如最小值、最大值等。
  • std::enable_if: 用于条件性地启用模板特化。

4. 总结

  • Traits 是一种强大的设计模式，允许在编译时获取类型信息和行为。
  • 它们可以用于类型特性、类型转换和类型操作，提供灵活性和可扩展性。
  • Traits 在 C++ 标准库中有广泛的应用，尤其是在模板编程和泛型编程中。

通过使用 Traits，开发者可以编写更通用和可重用的代码，同时提高类型安全性和性能。

shell和子shell环境变量

在 Shell 脚本中，命令替换（command substitution）是指将命令的输出作为字符串插入到另一个命令中。命令替换通常使用反引号（`command`）或 $() 语法来实现。命令替换会在一个子 Shell 中执行指定的命令，这意味着在子 Shell 中定义的变量不会影响父 Shell 中的变量。

1. 子 Shell 的概念

  • 子 Shell: 当你在 Shell 中执行一个命令替换时，Shell 会创建一个新的子 Shell 来执行该命令。子 Shell 是父 Shell 的一个独立实例，具有自己的环境和变量。

2. 变量作用域

  • 在子 Shell 中定义的变量不会影响父 Shell 中的变量。相反，父 Shell 中的变量也无法在子 Shell 中被访问。

3. 示例

以下是一个示例，展示了命令替换如何在子 Shell 中运行命令，并且如何影响变量的作用域。

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#!/bin/bash

# 定义一个变量
var="Hello from parent shell"

# 使用命令替换
result=$(echo $var)

# 输出结果
echo "Result from command substitution: $result"

# 在子 Shell 中修改变量
result=$(echo "Hello from child shell"; var="Hello from child shell")

# 输出结果
echo "Result after child shell: $result"
echo "Variable in parent shell: $var"

4. 运行结果

如果你运行上述脚本，输出将是：

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Result from command substitution: Hello from parent shell
Result after child shell: Hello from child shell
Variable in parent shell: Hello from parent shell

5. 解释

  • 第一部分:

    • var="Hello from parent shell" 定义了一个变量 var 在父 Shell 中。
    • result=$(echo $var) 使用命令替换，将 var 的值传递给 result。此时，result 的值为 Hello from parent shell。

  • 第二部分:

    • result=$(echo "Hello from child shell"; var="Hello from child shell") 在子 Shell 中执行。虽然在子 Shell 中修改了 var 的值，但这个修改不会影响父 Shell 中的 var 变量。
    • result 的值被设置为 Hello from child shell，但父 Shell 中的 var 仍然保持为 Hello from parent shell。

6. 总结

命令替换会在子 Shell 中执行命令，因此在子 Shell 中定义的变量不会影响父 Shell 中的变量。这种行为是 Shell 的一个重要特性，理解这一点对于编写有效的 Shell 脚本非常重要。

分支预测

  1. 宏定义解释
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    #define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)
    #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
  • likely(x):
    这个宏用于表示某个条件 x 是“可能为真”的。它的作用是告诉编译器，x 很可能为真（即返回值为 1）。
    __builtin_expect(!!(x), 1) 的作用是将 x 的值转换为布尔值（0 或 1），并告诉编译器这个值很可能是 1。
  • unlikely(x):
    这个宏用于表示某个条件 x 是“可能为假”的。它的作用是告诉编译器，x 很可能为假（即返回值为 0）。
    __builtin_expect(!!(x), 0) 的作用是将 x 的值转换为布尔值，并告诉编译器这个值很可能是 0。
  1. 使用场景
    这些宏通常用于条件语句中，以优化分支预测。例如：
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if (likely(condition)) {
    // 处理条件为真的情况
} else {
    // 处理条件为假的情况
}

在这个例子中，使用 likely 可以帮助编译器优化代码生成，使得在条件为真的情况下，相关的代码路径更快。

  1. 优化原理
    分支预测：现代 CPU 通常具有分支预测机制，能够根据历史执行路径预测条件语句的结果。通过使用 likely 和 unlikely，开发者可以显式地告诉编译器和 CPU 哪个分支更可能被执行，从而提高预测的准确性。
    性能提升：在性能敏感的代码中，减少错误的分支预测可以显著提高执行效率，尤其是在循环和频繁调用的函数中。

  2. 注意事项
    可读性：虽然使用这些宏可以提高性能，但过度使用可能会影响代码的可读性。应在性能关键的部分使用，而不是在所有条件判断中使用。
    编译器支持：__builtin_expect 是 GCC 和 Clang 的扩展，其他编译器可能不支持此功能。在使用时需要确保代码的可移植性。
    总结
    likely 和 unlikely 宏通过利用 __builtin_expect 提供了对条件分支的预测信息，帮助编译器生成更高效的代码。它们在性能敏感的应用中非常有用，尤其是在需要优化分支预测的场景中

c++模版函数delete防止隐士类型转换.md 

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struct Person {
    int a = 0;
    operator int&() { return a; }
    operator const int&() const { return a; }
};

template <typename T>
void testFunc(T arg) = delete;

void testFunc(int arg)
{
    printf("called testFunc int\n");
}

int main() {
    
    Person a;
    testFunc(a); //报错
    return 0;
}

AndoirdEGLContext销毁管理 

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public interface EGLContextFactory {
    EGLContext createContext(EGL10 egl, EGLDisplay display, EGLConfig eglConfig);
    void destroyContext(EGL10 egl, EGLDisplay display, EGLContext context);
}

EGLContext 如果释放时，会删除在当前Context 下创建的bufffer,texture 以及fbo等资源吗

在 OpenGL ES 中，当一个 EGLContext 被销毁时，所有在该上下文中创建的 OpenGL 资源（如 buffer、texture 和 framebuffer objects (FBO) 等）都会被删除。这是因为这些资源是与特定的 OpenGL 上下文相关联的，一旦上下文被销毁，与之相关的所有资源也会被自动释放。

具体来说，当你调用 EGLContextFactory 接口的 destroyContext 方法来销毁一个 EGLContext 时，OpenGL ES 会自动处理这个上下文的清理工作，包括删除所有在该上下文中创建的资源。

因此，你不需要手动删除这些资源，销毁上下文的过程会自动处理它们的释放。

不过，如果你需要提前释放某些资源以便在上下文还没有销毁之前释放内存，你可以在合适的时机手动删除这些资源（例如通过调用 glDeleteBuffers、glDeleteTextures、glDeleteFramebuffers 等方法）。

从包含平移、旋转和缩放的矩阵中提取仅包含平移和旋转的矩阵

要从包含平移、旋转和缩放的矩阵中提取仅包含平移和旋转的矩阵，您需要对原矩阵进行一些操作。原矩阵通常是一个3x3或4x4的矩阵。

对于3x3矩阵：

原3x3矩阵的形式如下：

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| a  b  tx |
| c  d  ty |
| 0  0  1  |

步骤：

  1. 提取旋转部分（左上2x2子矩阵）：

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    | a  b |
    | c  d |

  2. 计算缩放因子（可以使用行向量的范数或列向量的范数）：

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    s = sqrt(a^2 + c^2) = sqrt(b^2 + d^2)

  3. 将旋转部分归一化：

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    | a/s  b/s |
    | c/s  d/s |

  4. 构建新的3x3矩阵，包含平移分量：

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    | a/s  b/s  tx |
    | c/s  d/s  ty |
    |  0    0    1 |

对于4x4矩阵：

原4x4矩阵的形式如下：

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| a  b  c  tx |
| d  e  f  ty |
| g  h  i  tz |
| 0  0  0   1 |

步骤：

  1. 提取旋转部分（左上3x3子矩阵）：

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    3
    | a  b  c |
    | d  e  f |
    | g  h  i |

  2. 计算缩放因子（可以使用行向量的范数或列向量的范数）：

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    sx = sqrt(a^2 + d^2 + g^2)
    sy = sqrt(b^2 + e^2 + h^2)
    sz = sqrt(c^2 + f^2 + i^2)

  3. 将旋转部分归一化：

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    | a/sx  b/sy  c/sz |
    | d/sx  e/sy  f/sz |
    | g/sx  h/sy  i/sz |

  4. 构建新的4x4矩阵，包含平移分量：

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    | a/sx  b/sy  c/sz  tx |
    | d/sx  e/sy  f/sz  ty |
    | g/sx  h/sy  i/sz  tz |
    |  0     0     0    1  |

这些步骤可以帮助您从包含平移、旋转和缩放的矩阵中提取仅包含平移和旋转的矩阵。

OpenGLE_VAO局部影响vs全局影响

全局顶点属性数组使能状态

glEnableVertexAttribArray 和 glDisableVertexAttribArray 确实是全局状态。这意味着在不使用 VAO 的情况下，启用或禁用特定的顶点属性数组会影响所有后续的绘制调用，直到该状态被改变。例如：

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// 启用顶点属性数组索引 0
glEnableVertexAttribArray(0);

// 进行绘制调用，使用索引 0 的顶点属性数组
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

// 禁用顶点属性数组索引 0
glDisableVertexAttribArray(0);

// 再次进行绘制调用，此时索引 0 的顶点属性数组将不会被使用
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

顶点数组对象（VAO）

当使用 VAO 时，glEnableVertexAttribArray 和 glVertexAttribPointer 等顶点属性相关的状态是存储在 VAO 中的。这意味着当你绑定一个 VAO 时，它会恢复之前存储的所有顶点属性状态，包括哪些属性数组是启用的。这样，每个 VAO 可以拥有自己独立的顶点属性配置。例如：

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// 创建并绑定第一个 VAO
GLuint vao1;
glGenVertexArrays(1, &vao1);
glBindVertexArray(vao1);

// 设置顶点属性指针和启用顶点属性数组
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

// 解绑 VAO
glBindVertexArray(0);

// 创建并绑定第二个 VAO
GLuint vao2;
glGenVertexArrays(1, &vao2);
glBindVertexArray(vao2);

// 设置不同的顶点属性指针和启用顶点属性数组
glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2 * sizeof(GLfloat), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(1);

// 解绑 VAO
glBindVertexArray(0);

// 使用第一个 VAO 进行绘制
glBindVertexArray(vao1);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

// 使用第二个 VAO 进行绘制
glBindVertexArray(vao2);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

在这个例子中：

  • vao1 存储了顶点属性索引 0 的配置和使能状态。
  • vao2 存储了顶点属性索引 1 的配置和使能状态。

绑定 vao1 会恢复其配置和状态，绑定 vao2 则会恢复其自身的配置和状态。

总结

  • 全局顶点属性数组使能状态：在不使用 VAO 时，glEnableVertexAttribArray 和 glDisableVertexAttribArray 对所有后续绘制调用生效，直到状态被改变。
  • 顶点数组对象（VAO）：存储了顶点属性相关的所有状态，包括使能状态。当绑定 VAO 时，会恢复之前存储的顶点属性配置和使能状态，使得每个 VAO 拥有独立的顶点属性配置。

使用 VAO 是管理复杂场景和多个对象的最佳实践，因为它简化了状态管理，并且可以提高渲染性能。

OpenGLES设置顶点属性的默认值

在 OpenGL ES 中，设置顶点属性的默认值和通过顶点缓冲对象（VBO）上传顶点属性是两种不同的处理顶点属性的方法。以下是详细的解释：

设置顶点属性默认值

在 OpenGL ES 中，可以使用 glVertexAttrib4f（或其他类似的函数）来设置顶点属性的默认值。这些函数允许您为指定的顶点属性索引设置一个常量值，而不必为每个顶点提供一个值。例如：

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// 设置索引为 0 的顶点属性的默认值为 (1.0, 0.0, 0.0, 1.0)
glVertexAttrib4f(0, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

请注意，这种方法直接在顶点着色器中使用常量值，因此适用于需要相同属性值的所有顶点的情况。

通过 VBO 上传顶点属性

VBO 是一种在图形硬件上存储顶点数据的高效方式。使用 VBO 可以提高渲染性能，因为数据存储在 GPU 内存中，而不是通过每次绘制调用从 CPU 内存传输数据。以下是使用 VBO 上传顶点属性的步骤：

  1. 生成和绑定 VBO：

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    GLuint vbo;
    glGenBuffers(1, &vbo);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);

  2. 上传顶点数据：

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    GLfloat vertices[] = {
        // 顶点数据，假设每个顶点包含 3 个浮点数 (x, y, z)
        0.0f, 0.0f, 0.0f,
        1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f,
    };
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

  3. 设置顶点属性指针：

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    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

  4. 绘制：

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    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

性能差别

  • 设置顶点属性默认值：这种方法适用于所有顶点共享相同属性值的情况。其优点是简单直接，不需要额外的内存传输。然而，它缺乏灵活性，只能应用于特定的简单场景。

  • 通过 VBO 上传顶点属性：这种方法更为灵活，可以为每个顶点设置不同的属性值。因为数据存储在 GPU 内存中，所以渲染性能通常更高，特别是在处理大量顶点数据时。这种方法适用于大多数复杂的渲染任务。

总结来说，如果您的应用场景中所有顶点都共享相同的属性值，可以使用设置默认值的方法。如果不同顶点有不同的属性值，并且您希望获得更好的性能，应使用 VBO。

AddressSanitizer实现原理

AddressSanitizer（简称ASan）是一种内存错误检测工具，用于捕捉诸如缓冲区溢出、使用已释放内存、堆栈溢出等内存错误。ASan在编译时和运行时对程序进行处理，以检测和报告内存相关的错误。以下是AddressSanitizer的实现原理的详细解释：

1. 编译时插桩

ASan在编译时对代码进行插桩，插入额外的检查代码。这些检查代码会在每次内存访问时执行，以验证访问是否合法。具体过程包括：

  • 插入检查代码：在每次内存分配、释放和访问操作前后插入检查代码。
  • 标记内存区域：在内存分配和释放时，更新内存区域的元数据，以记录该区域的状态（已分配、已释放等）。

2. Shadow Memory

ASan使用影子内存（Shadow Memory）来记录主内存的状态。影子内存是主内存的一个映射区域，每个字节的影子内存对应主内存的几个字节（通常是8字节）。影子内存的值用于指示主内存的哪些部分是合法访问的，哪些部分是非法的。

  • 影子内存布局：影子内存占用主内存的1/8，因为每个影子字节代表8个主内存字节。
  • 影子内存值：影子内存中的值表示主内存的状态。例如，0表示所有8个字节都是合法的，负值表示不合法的访问，正值表示部分合法访问。

3. 内存分配和释放

ASan对内存分配和释放函数（如malloc和free）进行重载，以维护内存区域的元数据。这些元数据包括：

  • 红色区域（Redzones）：在每个分配的内存块周围添加红色区域，用于检测缓冲区溢出。红色区域被标记为非法访问区域。
  • 元数据：记录每个内存块的大小、分配堆栈等信息，以便在检测到错误时提供详细报告。

4. 运行时检查

在运行时，ASan插入的检查代码会在每次内存访问时执行，检查访问的地址是否在合法范围内。如果访问非法区域，则报告错误并终止程序。

  • 内存访问检查：每次内存读取或写入时，检查影子内存中的值，以确定访问是否合法。
  • 错误报告：在检测到非法访问时，ASan会生成详细的错误报告，包含访问地址、内存块信息、调用堆栈等。

5. 错误类型检测

ASan能够检测多种类型的内存错误，包括：

  • 缓冲区溢出：访问数组或内存块的边界外的区域。
  • 使用未初始化内存：访问未初始化的内存。
  • 使用已释放内存：访问已经释放的内存。
  • 双重释放：重复释放同一块内存。
  • 堆栈溢出：访问栈帧之外的内存。

6. 性能与开销

ASan在检测内存错误时会引入一定的性能开销和内存开销：

  • 性能开销：由于插入了额外的检查代码，程序的执行速度会有所降低。通常，ASan引入的性能开销在2-3倍左右。
  • 内存开销：影子内存和红色区域会增加内存使用量，通常内存开销在2倍左右。

总结

AddressSanitizer通过编译时插桩、使用影子内存和运行时检查等机制，能够有效地检测和报告内存相关的错误。尽管引入了一定的性能和内存开销，但它在提高程序安全性和稳定性方面具有重要意义，是开发和调试C/C++程序的强大工具。