钟鼓楼

一、总论

1.1 直观感受

这一章虽然名义上很简单，但是我个人觉得真的很难，其难度是要远超于 lab3 和 lab4 的。对于 lab3 和 lab4，其难度主要集中于复杂的函数调用关系上，如果理清了函数调用关系，会发现难度就很容易弄清了，而理清函数关系只要通过认认真真的看代码，整理就可以办到。而 lab5 的难度在于理解操作系统的设计，这种理解不是代码层次的“一个函数是调用了哪些函数，传了哪些参数？”这一类的问题，而是 MOS 是怎样设计的，为什么要这样设计的问题。这些问题在 lab4 中也出现了，比如异常处理的微内核设计。

1.2 文件系统微内核

这一章的微内核与 lab4 的异常处理的微内核是两个东西，这是最重要的一点。微内核设计都强调将原本属于操作系统的一部分功能分配出来（比如说异常处理，文件系统），分配给用户进程完成。在 lab4 中，微内核设计是把异常处理的功能分出来，让每个进程都具有异常处理的功能（以库函数的形式）。但是在 lab5 中，微内核设计确实将文件系统的实现分了出来，但是并不是配置到了每一个用户进程上，让每一个进程都有文件系统的能力，而是专门开设了一个用户进程专门提供文件系统的服务（这也是这个用户进程的大部分实现文件都被放置在了 fs 文件夹下，而不是 user 文件夹下的原因），而其他进程想要获得文件系统的服务，就要与这个特殊的用户进程进行通信，就好像之前与操作系统进行通信一样。

一、总论

第三个单元作为从第二个单元的心态考验中解放的一个单元，很容易让人先入为主的松了一口气。这个单元干的事情确实要之前两个单元要少，这是因为其实我觉得 OO 最体现思维的“架构设计” 部分被 JML 剥夺了（这么说并不严谨，之后分析）。导致确实这个单元的任务重心并不在完成作业本身，这是大部分人呈现的情况。

但是人的精力总是一定的，没有被写 OO 本身浪费掉，就会被其他事情浪费掉。而这个单元恰恰有两件浪费精神的事情。一件是去优化算法的复杂度，，一件是去做测评。

关于算法时间复杂度的优化，我个人感觉是一种“被动卷”。这种卷带来的不好受并不是像前两个单元，因为简化一个表达式，或者改一种电梯策略的“主动卷”。而是一个必须参与的“默认卷”，一个很死板的东西。从三个方面分析：

• 代价过大，比如说如果没有进行算法优化，不是没有性能分，而是直接被人 hack 掉，虽然分数确实不多，但是太令人恶心了。
• 毫无美感，所谓的优化就是内部维护一个中间变量，不涉及算法（当然图算法也算用到了，但是最恶心的是其他的维护变量）
• 与 JML 无关，哪怕是图算法或者并查集，很精妙，但是跟 JML 没有关系，JML 是用于规范代码的行为的，算法是用来改善代码行为的。类似于一个是法律，一个是经济，要研究法律（JML），探讨的应该是“张三与 20 个老婆结婚但是都不领结婚证，算不算重婚？”这一类明显需要细细甄别的问题，而不应该探讨“如何让张三与 20 个老婆结婚但不领结婚证”这个问题（这是一个经济问题（算法））。

总论

当我们去说元编程的时候，我觉得我们其实有很多方面，大致有如下几个：

• 可以自动生成代码
• 可以执行字符串源码
• 在运行时可以修改源码

总之每一个都是对于“源码只读”这个规矩的挑战。对于 C 而言，可以用宏来生成代码，而对于 C++ 而言，可以用 template 来代替宏。而对于其他元编程能力，C++ 显得有些为难。

总之，需要明确，C++ template 有着和 C 的 define 相同的设计思路，可以看作是宏的强化。它提供了一种类型安全，方便调试的宏。这种思路在强调 template 和宏一样，本质上都是在产生源码。

一、默认方法

1.1 总论

这是 CPP 与 Java 的OOP 最不同的地方。对于 Java ，基本上是没有默认的行为的，因为所有的对象其实都是指针，所以只有被定义过的方法会用到，而没有被定义过的方法，我们一点也不担心它会在什么其他地方出现，比如:

Student cnx;					// 我们不担心 cnx 内部是怎样的，因为这个就是一个指针
Student qs = cnx;				// 我们不担心 qs 与 cnx 的关系，因为只不过是对象指针的赋值，而跟实际的两个 Student 没有关系
System.out.println(qs);			// 我们不担心 qs 的字符串化，因为来自 Object 类
classroom.answerQuestion(qs)	// 我们不担心 qs 到底是怎么传入的，因为我们知道传入的就是一个指针
...
end of execution				// 我们不关心 qs 和 cnx 的释放，因为都是 JVM 负责的
```​

但是对于 CPP 来说，这些就都是问题了。


```cpp
Student cnx;					// 真的定义了一个 Student 对象，里面的内存情况是啥样的？
Student qs = cnx;				// 真的将一个对象复制给了另一个对象，那么是怎么复制的？
string s = qs;					// 发生了类型转换，这么多的类型，都是怎么转换的？
answerQuestion(qs)				// 我传进去的到底是个什么，我可以修改它吗？
...
end of execution				// 谁来释放 cnx 和 qs，没有人管一下吗？

可以看到正是因为 CPP 提供了强大的功能，导致在我们没有给我们的类进行任何设计的时候，给人的感觉就是完全不知道会发生什么？当然程序不会有任何二义性的东西存在，它一定会按照一定的规则去执行的。只不过这个规则被 CPP 隐藏起来了，导致我们入门的时候对于各种东西都十分迷茫。

一、二义性和无义性

我们都知道程序是接受不了二义性的，当一条语句可以有两个执行结果的时候，那么程序就会接受不了。但是我们常常忽略“无义性”，这是我取得概念，意思是这条语句的执行结果是不确定的，这种不确定不是说结果不确定，比如 C 里面局部变量刚声明的时候值也是不确定的，但是没关系，而是说执行的规则是不确定的，那么就是不可以的。

但是由于 CPP 高度的自由性，所以他希望所有的规则都是使用者来制定，但是这种自定义规则制定前，也必然是存在一定的规则的，但是这个规则需要我们自己去了解。

二、声明、定义、初始化

一、Shell 相关知识

1.1 外部命令与内建命令

我认为 shell 其实可以看作由一个字符串处理的前端加一个调用其他文件的后端组成。前端将用户输入的字符串进行解析，然后将解析的结果传给后端，让后端去调用其他文件。这里的文件指的是“外部命令”。之所以叫这个名字，正是因为外部命令的功能实现并不在 shell 之内。正是因为 shell 不需要实现外部命令，所以这次大作业的难度并不高。相对应的内部命令，其功能的实现是在 shell 之内的（也就是需要在 shell 的代码中实现），幸好大作业并不要求实现内部命令。

关于一个命令是内部命令还是外部命令，可以用 type 命令查看，比如输入

type cd