《深入理解计算机系统-CSAPP》练习题笔记（一）

前言

实验室学长毕业临走前，推荐了《深入理解计算机系统》CSAPP，大部头。第1章《计算机系统漫游》，去年寒假前翻了一遍。后面由于实验室的事就一直放在那里。前一段时间，继续从第2章看起《信息的表示和处理》。内容还是比较晦涩，硬着头皮翻了一遍。

作为软件工程专业的学生，大二时学过《计算机组成与结构》。课本用的是自己老师编的书，第2章也是数据的表示和运算。当时把那些进制表示、原码、补码、加减法等基本都挺熟的，一来时间过了4年了，二来当时还是学的比较简单。

《深入理解计算机系统》书中的讲解，显示出作者强大的数理逻辑背景，信手拈来。而看起来如果没有一点基础，真是挺难的。上网看了下大家的评论，都反映没有一定基础看不进去。这本书有一个好，每小节都带有练习题，而这些练习题都非常有趣。于是我就三分看书，七分看题。

现摘录若干道比较有意思的题目，做个笔记，也是分享。

布尔代数简介 & C语言中的位级运算

练习题2.10

对于任一位向量a，有a^a=0（异或）。应用这一属性，考虑下面程序：

void inplace_swap(int *x,int *y){

      *y = *x ^ *y;

      *y = *x ^ *y;

      *y = *x ^ *y;

}

这个过程是交换指针变量x、y所指向的存储位置处存放的值。这与通常的方法：需要第三方位置来临时存储另一个值的做法不同。这种交换方式并没有性能上的优势，仅仅是一个智力游戏。填写下表。回想一下，每个元素就是自

步骤	*x	*y
初始	a	b
第一步
第二步
第三步

练习题2.10计算结果

步骤	*x	*y
初始	a	b
第一步	a	a^b
第二步	b	a^b
第三步	b	a

可以看到，三步以后，*x和*y的值做了一个交换。

练习题2.11

在练习题2.10的inplace_swap函数的基础上，你决定写一段代码，实现将一个数组中的元素头尾两端依次对调。写出下面这个函数：

void reverse_array(int a[ ], int cnt){

    int first, last;

    for (first = 0,last = cnt-1;first <= last; first++,last--)

          inplace_swap(&a[first], &a[last]);

}

当你使用这个函数时，会发现这段代码对所有偶数长度的数组都可以正确工作，但是当数组长度变为奇数时，就会把中间的元素设置为0.

A：对于一个长度为奇数的数组，函数reverse_array最后一次循环时，变量first和last的值分别是什么？

B：为什么这时调用函数会将中间元素设置为0？

C：对这段代码做哪些简单改动就可消除这个问题？

练习题2.11解答

A：最后一次循环时，两个变量值相同。奇数数组长度为2k+1，则变量值为中间的元素值array[k]。

B：当调用inplace_swap函数时，实际上两个参数指向同一个位置。*x=*y。由于a^a=0，第一步运算后，*y=0=*x。后两步再运算，值全是0。最终array[k]=0。

C：将for循环中的条件first <= last，改为first < last 即可。不让两个相同元素交换，即可保证代码逻辑正确。