巧用bsearch--stanford CS107 assignment 2 总结

最新推荐文章于 2021-11-08 13:45:51 发布

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#作业 #paradigms #pointers #function #casting #string

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本文探讨了使用bsearch函数解决复杂内存查找问题的技巧，并通过实例展示了如何高效地进行内存操作，特别关注了如何在bsearch函数中利用基址进行复杂查找，以及在编程实践中的应用。

作为一个已经有CS硕士文凭的毕业生，回头来听别人牛逼学校大学基础CS课程，还听得津津有味，不得不说，很惭愧啊，看的过程总是在想，如果刚进大学的时候就接触到如此视频该有多好，假如国内哪个老师哪怕能原本照搬别人的讲课内容该有多好，不过话说回来，以当时的情况估计要先修个两三年英语才够水平哈。光听stanford这些大学的公开课，已经觉得自己以前上的课是一坨屎了，我以为差距也到此为止了，直到我尝试做了一下他们的assignment，才发现，什么是教学质量啊，一份作业光描述就快20页了，作业从来都不是玩具代码，本身就是一个很有意思的程序，然后定义了一些接口作为作业给学生实现，那个叫编码规范啊，尼玛，注释详细得都快可以写成文章了。代码漂亮也就算了，代码本身那个叫好玩啊，又是句子自动生成机，又是IMDB演员配对，我他妈做这些题就跟乡巴佬进城似的，还好原本就是IMDB评分狂热爱好者，不然演员都不知道啊。

programming paradigms的assignment 2很有意思，满足了我对电影和编程学习的双重爱好，可惜的是，它需要unix环境，在windows中用minGWf编译都不成，很是郁闷，难道硬要我装个linux不成？所以我只能小小尝试，却不能享受最后程序运行的快感。

编程过程中碰到个难题，就是它有个void* actorFile指向一长串raw data空间，结构的话，我贴个作业中截出来的图：

第一个int，代表总共的演员数，然后是每个演员的int索引，int的大小代表它到基址的偏移字节。每个演员的索引之后，便是演员的信息，名字在最前面。

作业有一个地方需要查找一个演员是否在actorFile中，若在的话把演员的相关信息提取出来。这个actorFile空间是超大的，这个例子是简化的。

它推荐用bsearch，但这可难倒我的，把string作为key传入，但bearch查找的区域是int区啊，int值本身是偏移，要获取相应的演员信息还需要基址，可bsearch是这么个函数:

void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t *nelem, size_t width, int(*fcmp)(const void *, const void*));

cmp如何才能利用到base呢？后来苦思不得，看了assignment 2的FAQ，有一个问题和回答是这样的：

Question: If I define a top-level comparison function, I don't have access to actorFile or movieFile. How can I translate integer
offsets into movie and actor locations if I don't have access to either of those variables.
Answer: Excellent question. The programmer can pass the address of anything s/he wants as the first argument of bsearch.
You're probably passing the address of a string or a film, but it would make more sense to pass the address of a struct as the key.
You can include anything you think your comparison function will need to do a full comparison of actors and movies. This requires
a genuine understanding of how function pointers and casting works, but it's the genuine understanding that we're shooting for.

直接命中G点，基本上就是我要提的问题啊，key不能传string，而是个结构体，在我以为要豁然开朗的时候，却笨笨地还是想不到何解。其实关键是不知道bsearch是如何运作的，大部分网上对bsearch的描述都不够细，直到搜到微软自己的MSDN，它对fcmp这个比较函数的两个参数有具体描述，前者传入的是key，后者传入的是搜索区的相应指针，这才算是明白了，通过key来传入基址，然后在fcmp中进行解析。我靠，终于TM有解了。

以下是我写的测试代码，没办法，只有模拟actorFile了。对于这种bsearch用法，感觉非常巧妙，第一次如此自如地操作内存，发现所谓的数据结构完全可以不用struct或class来抽象，直接void*，自己在内存中操作就行了，不过调试起来不方便就是了，要通过void*指向的地址来看内存的分布。

还有几个需要注意的地方，比较函数中*(void**)代表的是对指向actorFile这个void*的指针的dereference,还有就是名字的排序需要按字母排序，因为bsearch的前提是有序，这里体现在名字字符串中，而不是所谓的int偏移区，假如名字不按字母排序，将找不到想要的名字，有兴趣的同学也可以试下调换名字位置。

int compFunc(const void* key, const void* b)
{
  return strcmp((char*)((int*)key+1) , (char*)*(void**)key+*(int*)b);
}

int main()
{
  void* actorFile=malloc(4*sizeof(int)+4+4+6);
  int num=3;
  int first=16;
  int second=20;
  int third=24;
  char* s1="Bob";
  char* s2="Ted";
  char* s3="Venus";
  memcpy(actorFile,&num,sizeof(int));
  memcpy((int*)actorFile+1,&first,sizeof(int));
  memcpy((int*)actorFile+2,&second,sizeof(int));
  memcpy((int*)actorFile+3,&third,sizeof(int));
  memcpy((int*)actorFile+4,s1,4);
  memcpy((int*)actorFile+5,s2,4);
  memcpy((int*)actorFile+6,s3,6);

  int numOfActor=*(int*)actorFile;
  void* key=malloc(sizeof(int)+5);
  memcpy(key,&actorFile,4);
  memcpy((int*)key+1,s3,6);
  void *item=bsearch(key, (int*)actorFile+1, numOfActor, sizeof(int), compFunc);
  if(item==NULL)
	  cout<<"can not find string"<<endl;
  else
  {
	char* findStr=(char*)actorFile+*(int*)item;
	cout<<findStr<<endl;
  }
｝