在奇牛软件学院的第一个学习记录
目录
本周每日学习记录
进展
重点内容
练习用代码结构
appendix
本文仅用于记录自己在奇牛软件学习的过程，并对自己起到一个督促性的作用。（目前正在学习C/C++入门的基础语法篇）
作为一名非计算机专业的大龄工科生，我正踏上转向编程（特别是图形学领域）的旅程。在这个过程中，C++成为了我的主要工具。回顾过去一年，我时断时续地学习C++，却发现自己经常在重复相同的概念，没有明确的学习方向，常感到知识点零散且琐碎。
一次偶然的机会，我在B站上看到了Rock老师和学生的交流视频，被他负责任的态度所吸引。在与他简短的沟通后，我决定加入奇牛软件学院。通过学院的项目实践，我希望能够以更系统、实用的方式来掌握C++。同时，我也期待对计算机科学有更深入的理解，尤其是数据结构和算法。
我设定了一个明确的目标：希望在未来一年里，在技能和知识上实现显著的提升。我希望能够将过去零散的学习经历转化为对C++的全面而连贯的理解，为我明年的校园招聘打下坚实的基础。
本周每日学习记录如下：
#Day 01 Thu
2024-01-11 17:57:21: Total study time: 00:10:21
2024-01-11 22:57:21: Total study time: 03:50:21
#Day 02 Fri
2024-01-12 20:52:01: Total study time: 02:43:37
2024-01-12 22:17:46: Total study time: 01:15:15
#Day 03 Sat
2024-01-13 20:09:27: Total study time: 00:36:39
2024-01-13 21:27:45: Total study time: 01:09:28
2024-01-13 22:31:53: Total study time: 01:00:14
2024-01-13 23:58:51: Total study time: 01:26:50
#Day 04 Sun
2024-01-14 18:58:38: Total study time: 00:52:57
2024-01-14 22:11:02: Total study time: 03:00:53
2024-01-14 22:37:37: Total study time: 00:26:19进展如下(完成视频观看和代码练习，最终代码全部运行成功)
学到的重点内容有：
-
项目设计思想：
问题描述>>接口设计>>接口实现>>成员变量设计 -
sstream(std::std::stringstream)-
示例用法：
-
std::string Car::description() const { std::stringstream ret; ret << "car brand: " << brand_ << "(" << model_ << ")" << "\n CURRENT MILES: " << miles_ << "\nPrice: " << getPrice() << "\nEngine: " << engine_.description(); for(int i=0; i<4; ++i){ ret << "\nTire " << "[" << i << "]" << tires_[0].description(); } ret << "\n"; return ret.str(); }
-
-
面向对象编程三大特性封装继承多态：
class>>encapsulation>>inheritance>>polymorphism -
构造函数
constructor，析构函数destructor，拷贝构造函数copy constructor以及拷贝赋值函数copy assignment operator的调用时机和顺序。 -
this指针 -
Static member类内静态成员的初始化不可以在类内进行,且仅初始化一次。 -
静态成员函数以及const成员函数的用法。
-
vector中的push_back()方法是一个值拷贝， 这可能会导致设计的偏差。-
解决办法，采用指针构造vector
-
#includestd::vector
-
-
建模常用手段：组合
composition和聚合aggregation-
组合是一种强“拥有”关系。在组合中，部分的生命周期依赖于整体的生命周期。当整体被销毁时，其部分也应该被销毁。
-
组合通常是通过在包含类中创建另一个类的对象实现的。
-
例子：考虑一个
Car和Engine的关系。汽车有一个引擎当汽车被销毁时，其引擎也不再存在。 -
class Engine { // Engine的实现 }; class Car { private: Engine engine; // Car包含一个Engine public: // Car的方法 };
-
-
聚合是一种弱的“拥有”关系，其中一个类（称为“整体”）包含另一个类（称为“部分”)的对象，但两者的生命周期不一定相关联。换句话说，在聚合关系中，部分可以独立于整体存在。
-
聚合通常通过在包含类中包含另一个类的对象或者指针来实现。
-
例子：考虑一个
Class和Student的关系。一个班级包含学生，但学生可以存在于班级之外。 -
class Student { // Student的实现 }; class Class { private: std::vectorstudents; // Class包含多个Student public: void addStudent(const Student& s) { students.push_back(s); } // Class的其他方法 };
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-
-
菱形继承问题
diamond inheritance structure>> 继承二异性问题ambiguous error-
solution: 显式调用或采用虚继承，起始基类被称为虚基类
-
示例用法：
#include#include class Tel{ public: Tel():number_("unknown"){} protected: std::string number_; }; //virtual inheritance can be used to solve the diamond inheritance structure //the base class named as virtual base class(Tel) //solving the problem of ambiguous error //class Fixedline: public Tel{ class Fixedline: virtual public Tel{ }; //class MobilePhone:public Tel{ class MobilePhone: virtual public Tel{ }; class Wireless: public Fixedline, public MobilePhone{ public: void setNumber(const std::string& num){ //ambiguous error //in diamond inheritance structure, there will be multi-members inherited, // while no way to tell from which //explicitly define the member, but too complicated //what is the solution? //virtual inheritance this->number_ = num; // this->Fixedline::number_ = num; } std::string getNumber(){ // return this->Fixedline::number_; return this->number_; } }; int main() { Wireless w; w.setNumber("1000000"); std::cout << w.getNumber() << std::endl; return 0; }
-
-
类继承的几种模式：
public,protected,private -
位图算法
Bitmap algorithm(空间换速度)-
开辟一个足够大小的char型数组初始化为0, 遍历数组存储相应的数据
-
首先按照8位一组的方式采样数据并访问相应的单元，在单元内采用位运算存储和判断是否存在
-
具体代码如下所示：
-
#include#include /* * bit map algorithm * space -> time * 4 billion finding issue * */ void init(char* data, int len){ //design following the real problem //assuming only (int number % 3 == 0) are stored unsigned int n = len*8; //total number of datas for (unsigned int i = 0; i < n; ++i){ //find the number if ((i % 3) == 0){ //access the pointer -> find the place -> set the value to 1 //using the bit binary operator << and | //to be noticed here, the | operator cannot change the value, while |= should be used here *(data + (i/8)) |= (1 << (i % 8 )); // data[i / 8] |= (1 << (i % 8)); } } } bool checkMap(int value, int len, char* dataMap){ if(((value/8) > len) || (value < 0)) return false; int ind = value/8; char temp = 1 << (value%8); //using bit and operation to check if the value is activated in the map or not return ((dataMap[ind] & temp)!=0); //0000 0000 //0010 0000 } int main() { //assign one enough memory for Bitmap //8000000001 //2147483647 >> signed int //4294967295 >> unsigned int unsigned int n = 4000000000; // one more promising length < 8, eg: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 int len = n / 8 + 1; char *data = static_cast #结果展示 please enter the value for searching(-1 for quit): 1 no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): 0 found~ please enter the value for searching(-1 for quit): 3 found~ please enter the value for searching(-1 for quit): 6 found~ please enter the value for searching(-1 for quit): 9 found~ please enter the value for searching(-1 for quit): 999999 found~ please enter the value for searching(-1 for quit): -
潜在问题：以上代码无法处理数据越界的问题，上述代码在数据越界时会导致std::cin的失效，这在极限测试中被发现例如输入数字
8000000001，这会造成无限循环（int），或者直接退出（unsigned int）。
#8000000001 #2147483647 >> signed int #4294967295 >> unsigned int #signed int value please enter the value for searching(-1 for quit): 8000000001 please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): no such one value~ ... #unsigned int value please enter the value for searching(-1 for quit): 8000000001 Process finished with exit code 0-
解决方法：在循环末尾对cin进行判断，采用一个来自
numeric_limits -
#include//...other codes... //this is for the failure on cin if (std::cin.fail()) { // clear the error std::cin.clear(); // solve the error std::cin.ignore(std::numeric_limits -
问题解决（值得注意的是unsigned int 直接退出循环了，并没有给
cin反映的时间。所以unsigned 类型没有得到纠正）结果如下： -
please enter the value for searching(-1 for quit): 8000000001 no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): 8000000001 no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): 8000000001 no such one value~ please enter the value for searching(-1 for quit): 8000001 found~ please enter the value for searching(-1 for quit):
-
-
项目数据的永久存储>> 存储到文件或存储到数据库中-
c++中的
流对象输出至文件or控制台or 特殊数据类型如stringstream -
流对象的继承关系如下图所示：
-
-
ostream输出（cout），istream输入（cin） -
ofstream文件输出，ifstream文件输入 -
ostringstream字符串输出，istringstream字符串输入 -
iostream{fstream,stringstream} 通用输入输出流 -
-
std::fsteam是可读可写的，但是在其使用过程中要注意其默认模式是直接覆盖文件， 使用专业的方法会有利于代码的维护。 -
写出二进制类型时要注意
int类型的强行转换
// of << age << "\n"; of.write((char*)(&age), sizeof(age));-
读取二进制时除相应的运用成员方法以外，还应注意
\tspace等无法跳过的问题。
//still there is problem for type translation, also the `\t` cannot be identified //using read() member function to read one more to ignore this character. char tmp; ifs.read((char*)&tmp, sizeof(tmp)); // ifs >> age; ifs.read((char*)&age, sizeof(age)); std::cout << age << std::endl;-
按照制定格式来写出文本文件（使用
stringstream）
std::stringstream s; s << "name: " << name << "\t age: " << age << std::endl; of << s.str();本周练习用代码结构如下：
$ tree -L 2 . ├── project01 │ ├── Boy.cpp │ ├── Boy.h │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ ├── Girl.cpp │ ├── Girl.h │ ├── main.cpp │ ├── Person.cpp │ ├── Person.h │ └── readme.md ├── project02 │ ├── Character.cpp │ ├── Character.h │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ ├── main.cpp │ ├── Toy.cpp │ └── Toy.h ├── project03 │ ├── Car.cpp │ ├── Car.h │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ ├── Engine.cpp │ ├── Engine.h │ ├── main.cpp │ ├── Tire.cpp │ └── Tire.h ├── project04 │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ └── main.cpp- ├── project05 │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ └── main.cpp ├── project06 │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ └── main.cpp ├── project07 │ ├── Book.cpp │ ├── Book.h │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ ├── main.cpp │ ├── SellBook.cpp │ └── SellBook.h ├── project08 │ ├── cmake-build-debug │ ├── CMakeLists.txt │ ├── main.cpp │ ├── ODU330.cpp │ ├── ODU330.h │ ├── ODU.cpp │ └── ODU.h └── project09 ├── biwriting.cpp ├── cmake-build-debug ├── CMakeLists.txt └── main.cpp 18 directories, 44 files -
-
心得：
-
虽然有过一些学习cpp的经历，但是经过这几天的学习发现自己还是有很多的不足，很多的点扣的不够细致。 目前的知识点单纯凭借代码练习还是可以记住的。
-
我的计划是在现阶段一些简单的内容倍速快速过一遍，为之后的数据结构算法以及linux系统编程抢出一部分时间。(因为不太敢轻易跳过rock老师的课，毕竟在代码练习里面可能会穿插一些我不了解的知识点)
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以后会尽量单日内完成学习总结，并做好文件管理和问题分类，避免特别长的笔记。
-
appendix
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记录由一个shell脚本自动生成，实现计时， 提醒等功能，最终写入至一个log日志中。(借助
chatgpt实现)
#!/bin/bash
total_work_time=14400 # 4 hours in seconds
work_period=3600 # 1 hour in seconds
start_time=$(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
start_timestamp=$(date +"%s")
trap 'cleanup_and_exit' INT TERM QUIT
cleanup_and_exit() {
end_time=$(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
end_timestamp=$(date +"%s")
total_study_time=$((end_timestamp - start_timestamp))
formatted_total_study_time=$(date -u -d @${total_study_time} +"%H:%M:%S")
echo "${end_time}: Total study time: ${formatted_total_study_time}" >> ~/qiniu/study.log
exit
}
while [ $total_work_time -gt 0 ]
do
seconds_left=$total_work_time
hours_init=$((seconds_left/3600))
mins_init=$((seconds_left%3600/60))
seconds_init=$((seconds_left%60))
hours_remain=${hours_init}
mins_remain=${mins_init}
seconds_remain=${seconds_init}之
echo "Working time in total is ${hours_init}:${mins_init}:${seconds_init}"
echo "========================================"
# Work for 1 hour
while [ $seconds_left -gt $(($total_work_time - $work_period)) ]
do
echo "Keep working for ${hours_remain}:${mins_remain}:${seconds_remain} more......"
sleep 1s
seconds_left=$((seconds_left - 1))
hours_remain=$((seconds_left/3600))
mins_remain=$((seconds_left%3600/60))
seconds_remain=$((seconds_left%60))
clear
echo "Working time in total is ${hours_init}:${mins_init}:${seconds_init}"
echo "========================================"
done
mplayer -volume 20 ~/Music/rest.mp3 # Play the 'rest' music
# Prompt user to continue or quit
while true
do
read -p "Type 'continue' to start the next work period or 'q' to quit: " user_input
if [ "$user_input" == "continue" ]
then
break
elif [ "$user_input" == "q" ]
then
cleanup_and_exit
else
echo "Invalid input. Please type 'continue' to proceed or 'q' to quit."
fi
done
total_work_time=$((total_work_time - work_period))
done
mplayer -volume 20 ~/Music/done.mp3 # Play the 'done' music upon exit
cleanup_and_exit