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    November 29

    正态分布伪随机序列的产生方法与验证[随机过程作业]

    [随机过程作业题]

    本仿真程序按照要求生成两个相互独立的正态分布的伪随机序列，并用数字特征来验证了所生成序列的正确性。仿真是在Visual C++ 6.0中实现的。

    一、     利用中心极限定理生成正态分布伪随机序列

    原理：

    中心极限定理：设X1，X2，…是独立同分布的随机序列。数学期望EXk=μ，方差DXk=σ2>0存在，k=1,2,…。则随机变量

    ---------------------1式

    的分布函数Fn(y)对任意实数y成立

    ---2式

    根据中心极限定理，只要取的均匀分布的随机数足够多，他们的和趋向于正态分布。如果这n个随机数全部位于（-1, 1）之间，其数学期望值为μ0=0，方差为，将其带入1式，则对应的Yn可表示为

    ----------------------------------------3式

    Yn是服从标准正态分布即N(0~1)的，要想得到服从均值为μ，均方差为σ的任意的正态分布N(μ~σ2)，则需要将Yn变换成

    ----------------------------------------------------------------4式

    编程实现：

    Visual C++6.0中进行编程实现。

    /*************************************************************************

     * 函数名称：

     * Guassion_Sequence() *

     * 参数:

     *   int leghth                    - 序列的长度

     *   double mu                   - 均值μ

     *   double sigma               - 方差σ *

     * 返回值:

     *   double                        - 返回所生成序列的指针 *

     * 说明:

     * 该函数生成一个长度为length的服从N(μ~σ2)分布的伪随机序列，利用了中心极限定理。

    ************************************************************************/

    double * Guassion_Sequence(int length, double mu, double sigma)

    {

           double * Guassion_Sequence_p;

           Guassion_Sequence_p= new double[length];

           if (Guassion_Sequence_p==NULL)

           {

                  return(NULL);                            //分配内存失败，返回NULL

           }

           int i,j;

           for (i=0; i<length; i++)

           {

                  double rnd_sum=0;

                  int n=12;                             //用中心极限定理生成高斯分布的均匀分布数的数量

                  for (j=0; j<n; j++)

                  {

                         rnd_sum+=double(rand())/(double(RAND_MAX)+1)*2-1;  //对生成的(-1,1)之间分布的数求和

                  }

                  Guassion_Sequence_p[i]=mu+sigma*rnd_sum*sqrt(3.0/n);

           }

           return Guassion_Sequence_p;              //返回序列的数组首地址

    }


     

    二、     验证生成序列的正确性

    原理：

    通过重新计算所生成序列的数字特征（均值、均方差）来确定所生成的序列确实就是所期望的序列。

    通过计算两个个序列的相关系数来确定这两个序列是不是独立的,因为正态分布的相互独立与不相关是等价的。如果相关系数为0，则说明两个序列相互独立，否则说明两序列不相互独立。

    编程实现：

    /************************************************************************* *

     * 函数名称：

     *   Mean()

     * 参数:

     *   double s[]            - 序列的指针

     *   int length                    - 序列的长度

     * 返回值:

     *   double                        - 返回序列的均值

     * 说明:

     * 该函数返回所给序列的均值

     ************************************************************************/

    double Mean(double s[], int length)

    {

           double mean=0;

           for (int i=0; i<length; i++)

           {

                  mean+=s[i];

           }

           mean/=length;

           return mean;

    }

    /*************************************************************************

     * 函数名称：

     *   StdVar() *

     * 参数:

     *   double s[]            - 序列的指针

     *   int length                    - 序列的长度 *

     * 返回值:

     *   double                        - 返回序列的均方差

     * 说明:

     * 该函数返回所给序列的均方差 *

     ************************************************************************/

    double StdVar(double s[], int length)

    {

           double mean=0;

           double stdvar=0;

           for (int i=0; i<length; i++)

           {

                  mean+=s[i];

                  stdvar+=s[i]*s[i];

           }

           mean/=length;

           stdvar=sqrt(stdvar/length-mean*mean);

           return stdvar;

    }

    /************************************************************************* *

     * 函数名称：

     *   CorrCoef()

     * 参数:

     *   double s1[]          - 序列1的指针

     *   double s2[]          - 序列2的指针

     *   int length                    - 序列的长度

     * 返回值:

     *   double                        - 返回序列的均方差

     * 说明:

     * 该函数返回所给两个序列的相关系数 *

     ************************************************************************/

    double CorrCoef(double s1[], double s2[], int length)

    {

           double corrcoef=0;

           double a=0;

           double aa=0;

           double b=0;

           double bb=0;

           double ab=0;

           for (int i=0; i<length; i++)

           {

                  a +=s1[i];

                  aa+=s1[i]*s1[i];

                  b +=s2[i];

                  bb+=s2[i]*s2[i];

                  ab+=s1[i]*s2[i];

           }

           corrcoef=(ab-a*b/length)/sqrt((aa-a*a/length)*(bb-b*b/length));

           return corrcoef;

    }

     

    程序截图：

    下面是某次程序运行的截图。

     

    通过验证，这种方法生成的伪随机序列非常接近我们所要求的随机序列，这种方法是确实可行和有效的。
     

    参考文献：

    [1] 刘家焜，王家生，张玉环。应用概率统计。北京：科学出版社，2004

    [2] 盛骤，谢式千，潘承毅。概率论与数理统计。北京：高等教育出版社，1989

    [3] 苏海岛，黎连业等。C语言数值计算常用程序。北京：警官教育出版社。1996

    7:31 PM | Add a comment | Read comments (2) | Permalink | Blog it
    November 19

    VC中OnPaint()的工作原理[转载]

        用了两年的VC，其实对OnPaint的工作原理一直都是一知半解。这两天心血来潮，到BBS上到处发帖询问，总算搞清楚了，现在总结一下。

        对于窗口程序，一般有个特点：窗口大部分的区域保持不变，只有不分区域需要重新绘制。如果将整个窗口全部刷新的画，就做了许多不必要的工作，因而，MFC采用了一套基于无效区的处理机制。在分析无效区处理之前，我们要明白一个现实，现在的机器还不够牛，如果够牛的话，我们干脆将整个窗口不断的重新绘制好了。事实上即使够牛也不行，对于一个单线程程序，通过一个while循环不断的刷新窗口，程序也无法相应其他消息（除非使用多线程），看来使用无效区的处理机制还是有其必然性的。

        VC程序是基于消息机制的，你所做的任何操作，比如点击鼠标，拖动窗口，首先进入系统的消息队列。这里的系统消息队列包括多个程序的消息，系统再将消息发送给相应的程序。既然是队列，这就有一个先进先出的问题，屏幕上的无效区更新消息出现的频率就会特别高。比如当左上角更新的消息还没有处理，右下角更新的消息已经过来了。为了避免多次处理WM_PAINT消息，系统就将这些窗口更新消息合并到一条，只是将无效区范围变成包括这两次更新无效区范围在内的矩形区域。这样就减少了WM_PAINT消息的处理次数，提高了效率。

        那么，在OnPaint消息处理函数中，又是怎样实现更新无效区的呢？首先，要明白MFC中所有绘图操作都是基于设备描述表(Device Context，简称DC)的，具体信息可参看任何一本VC教材。DC中包含了绘图设备的各种信息，对于屏幕绘图，其实就是有一块内存（显存），专门用来存放要显示到屏幕上的信息，显示器以85HZ的频率（我以前的显示器）将其内容刷新的屏幕上。这里就到了关键点，显示器的刷新是将显存中的内容完全更新到显示器上，不存在无效区处理的问题，那么，无效区的处理一定发生在DC的绘图处理上。事实确实如此，当程序调用OnPaint消息时，首先将无效区范围传递给DC，DC在进行绘图操作时，就只更新无效区范围内的信息，其他地方的不管，这就提高了效率。

        现在你明白OnPaint的处理是怎么一回事了吧？这里还想说一下Invalidate和UpdateWindow的区别。Invalidate在消息队列中加入一条WM_PAINT消息，其无效区为整个客户区。而UpdateWindow直接发送一个WM_PAINT消息，其无效区范围就是消息队列中WM_PAINT消息（最多只有一条）的无效区。效果很明显，调用Invalidate之后，屏幕不一定马上更新，因为WM_PAINT消息不一定在队列头部，而调用UpdateWindow会使WM_PAINT消息马上执行的，绕过了消息队列。如果你调用Invalidate之后想马上更新屏幕，那就加上UpdateWindow()这条语句。

    12:37 AM | Add a comment | Read comments (1) | Permalink | Blog it | C/C++
    November 18

    C++内存管理详解[转载]

    伟大的Bill Gates 曾经失言： 　　640K ought to be enough for everybody — Bill Gates 1981 　　程序员们经常编写内存管理程序，往往提心吊胆。如果不想触雷，唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们，躲是躲不了的。本文的内容比一般教科书的要深入得多，读者需细心阅读，做到真正地通晓内存管理。

    伟大的Bill Gates 曾经失言：

    　　640K ought to be enough for everybody — Bill Gates 1981

    　　程序员们经常编写内存管理程序，往往提心吊胆。如果不想触雷，唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们，躲是躲不了的。本文的内容比一般教科书的要深入得多，读者需细心阅读，做到真正地通晓内存管理。

    　　1、内存分配方式

    　　内存分配方式有三种：

    　　（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。

    　　（2）在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

    　　（3） 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

    　　2、常见的内存错误及其对策

    　　发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误，通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状，时隐时现，增加了改错的难度。有时用户怒气冲冲地把你找来，程序却没有发生任何问题，你一走，错误又发作了。 常见的内存错误及其对策如下：

    　　* 内存分配未成功，却使用了它。

    　　编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数，那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行

    　　检查。如果是用malloc或new来申请内存，应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。

    　　* 内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。

    　　犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。 内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。

    　　* 内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。

    　　例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。

    　　* 忘记了释放内存，造成内存泄露。

    　　含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。

    　　动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete同理）。

    　　* 释放了内存却继续使用它。
    　
    　　有三种情况：

    　　（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。

    　　（2）函数的return语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。

    　　（3）使用free或delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

    　　【规则1】用malloc或new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。

    　　【规则2】不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。

    　　【规则3】避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。

    　　【规则4】动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。

    　　【规则5】用free或delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。

    　　3、指针与数组的对比

    　　C++/C程序中，指针和数组在不少地方可以相互替换着用，让人产生一种错觉，以为两者是等价的。

    　　数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。

    　　指针可以随时指向任意类型的内存块，它的特征是“可变”，所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活，但也更危险。

    　　下面以字符串为例比较指针与数组的特性。

    　　3.1 修改内容

    　　示例3-1中，字符数组a的容量是6个字符，其内容为hello。a的内容可以改变，如a[0]= ‘X’。指针p指向常量字符串“world”（位于静态存储区，内容为world），常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看，编译器并不觉得语句p[0]= ‘X’有什么不妥，但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。

    char a[] = “hello”;
    a[0] = ‘X’;
    cout << a << endl;
    char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串
    p[0] = ‘X’; // 编译器不能发现该错误
    cout << p << endl;
    　　　　　　示例3.1 修改数组和指针的内容

    　　3.2 内容复制与比较

    　　不能对数组名进行直接复制与比较。示例7-3-2中，若想把数组a的内容复制给数组b，不能用语句 b = a ，否则将产生编译错误。应该用标准库函数strcpy进行复制。同理，比较b和a的内容是否相同，不能用if(b==a) 来判断，应该用标准库函数strcmp进行比较。

    　　语句p = a 并不能把a的内容复制指针p，而是把a的地址赋给了p。要想复制a的内容，可以先用库函数malloc为p申请一块容量为strlen(a)+1个字符的内存，再用strcpy进行字符串复制。同理，语句if(p==a) 比较的不是内容而是地址，应该用库函数strcmp来比较。

    // 数组…
    char a[] = "hello";
    char b[10];
    strcpy(b, a); // 不能用 b = a;
    if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a)
    …
    // 指针…
    int len = strlen(a);
    char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1));
    strcpy(p,a); // 不要用 p = a;
    if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a)
    …
    　　　　　　　示例3.2 数组和指针的内容复制与比较

    　　3.3 计算内存容量

    　　用运算符sizeof可以计算出数组的容量（字节数）。示例7-3-3（a）中，sizeof(a)的值是12（注意别忘了’’）。指针p指向a，但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数，相当于sizeof(char*)，而不是p所指的内存容量。C++/C语言没有办法知道指针所指的内存容量，除非在申请内存时记住它。

    　　注意当数组作为函数的参数进行传递时，该数组自动退化为同类型的指针。示例7-3-3（b）中，不论数组a的容量是多少，sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。

    char a[] = "hello world";
    char *p = a;
    cout<< sizeof(a) << endl; // 12字节
    cout<< sizeof(p) << endl; // 4字节
    　　　　　示例3.3（a） 计算数组和指针的内存容量

    void Func(char a[100])
    {
    　cout<< sizeof(a) << endl; // 4字节而不是100字节
    }

    　　　　　示例3.3（b） 数组退化为指针

    　　4、指针参数是如何传递内存的？

    　　如果函数的参数是一个指针，不要指望用该指针去申请动态内存。示例7-4-1中，Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存，str依旧是NULL，为什么？

    void GetMemory(char *p, int num)
    {
    　p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
    }
    void Test(void)
    {
    　char *str = NULL;
    　GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL
    　strcpy(str, "hello"); // 运行错误
    }
    　　　　　　示例4.1 试图用指针参数申请动态内存

    　　毛病出在函数GetMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本，指针参数p的副本是 _p，编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容，就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中，_p申请了新的内存，只是把_p所指的内存地址改变了，但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上，每执行一次GetMemory就会泄露一块内存，因为没有用free释放内存。

    　　如果非得要用指针参数去申请内存，那么应该改用“指向指针的指针”，见示例4.2。

    void GetMemory2(char **p, int num)
    {
    　*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
    }
    void Test2(void)
    {
    　char *str = NULL;
    　GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str
    　strcpy(str, "hello");
    　cout<< str << endl;
    　free(str);
    }
    　　　　　　示例4.2用指向指针的指针申请动态内存

    　　由于“指向指针的指针”这个概念不容易理解，我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单，见示例4.3。

    char *GetMemory3(int num)
    {
    　char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
    　return p;
    }
    void Test3(void)
    {
    　char *str = NULL;
    　str = GetMemory3(100);
    　strcpy(str, "hello");
    　cout<< str << endl;
    　free(str);
    }
    　　　　　　　示例4.3 用函数返回值来传递动态内存

    　　用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用，但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针，因为该内存在函数结束时自动消亡，见示例4.4。

    char *GetString(void)
    {
    　char p[] = "hello world";
    　return p; // 编译器将提出警告
    }
    void Test4(void)
    {
    　char *str = NULL;
    　str = GetString(); // str 的内容是垃圾
    　cout<< str << endl;
    }
    　　　　　　示例4.4 return语句返回指向“栈内存”的指针

    　　用调试器逐步跟踪Test4，发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针，但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。
    如果把示例4.4改写成示例4.5，会怎么样？

    char *GetString2(void)
    {
    　char *p = "hello world";
    　return p;
    }
    void Test5(void)
    {
    　char *str = NULL;
    　str = GetString2();
    　cout<< str << endl;
    }
    　　　　　示例4.5 return语句返回常量字符串

    　　函数Test5运行虽然不会出错，但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串，位于静态存储区，它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2，它返回的始终是同一个“只读”的内存块。

    　　5、杜绝“野指针”

    　　“野指针”不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针，因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if语句对它不起作用。 “野指针”的成因主要有两种：

    　　（1）指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针，它的缺省值是随机的，它会乱指一气。所以，指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为NULL，要么让它指向合法的内存。例如

    char *p = NULL;
    char *str = (char *) malloc(100);

    　　（2）指针p被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针。

    　　（3）指针操作超越了变量的作用范围。这种情况让人防不胜防，示例程序如下：

    class A
    {
    　public:
    　　void Func(void){ cout << “Func of class A” << endl; }
    };
    void Test(void)
    {
    　A *p;
    　{
    　　A a;
    　　p = &a; // 注意 a 的生命期
    　}
    　p->Func(); // p是“野指针”
    }


    　　函数Test在执行语句p->Func()时，对象a已经消失，而p是指向a的，所以p就成了“野指针”。但奇怪的是我运行这个程序时居然没有出错，这可能与编译器有关。

    　　6、有了malloc/free为什么还要new/delete？

    　　malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

    　　对于非内部数据类型的对象而言，光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。

    　　 因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数。我们先看一看malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理，见示例6。

    class Obj
    {
    　public :
    　　Obj(void){ cout << “Initialization” << endl; }
    　　~Obj(void){ cout << “Destroy” << endl; }
    　　void Initialize(void){ cout << “Initialization” << endl; }
    　　void Destroy(void){ cout << “Destroy” << endl; }
    };
    void UseMallocFree(void)
    {
    　Obj *a = (obj *)malloc(sizeof(obj)); // 申请动态内存
    　a->Initialize(); // 初始化
    　//…
    　a->Destroy(); // 清除工作
    　free(a); // 释放内存
    }
    void UseNewDelete(void)
    {
    　Obj *a = new Obj; // 申请动态内存并且初始化
    　//…
    　delete a; // 清除并且释放内存
    }
    　　　　　示例6 用malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理

    　　类Obj的函数Initialize模拟了构造函数的功能，函数Destroy模拟了析构函数的功能。函数UseMallocFree中，由于malloc/free不能执行构造函数与析构函数，必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成初始化与清除工作。函数UseNewDelete则简单得多。

    　　所以我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理，应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程，对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

    　　既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢？这是因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

    　　如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用，malloc/free也一样。

    　　7、内存耗尽怎么办？

    　　如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块，malloc和new将返回NULL指针，宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。

    　　（1）判断指针是否为NULL，如果是则马上用return语句终止本函数。例如：

    void Func(void)
    {
    　A *a = new A;
    　if(a == NULL)
    　{
    　　return;
    　}
    　…
    }

    　　（2）判断指针是否为NULL，如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。例如：

    void Func(void)
    {
    　A *a = new A;
    　if(a == NULL)
    　{
    　　cout << “Memory Exhausted” << endl;
    　　exit(1);
    　}
    　…
    }

    　　（3）为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C++可以用_set_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数，也可以让malloc享用与new相同的异常处理函数。详细内容请参考C++使用手册。

    　　上述（1）（2）方式使用最普遍。如果一个函数内有多处需要申请动态内存，那么方式（1）就显得力不从心（释放内存很麻烦），应该用方式（2）来处理。

    　　很多人不忍心用exit(1)，问：“不编写出错处理程序，让操作系统自己解决行不行？”

    　　不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情，一般说来应用程序已经无药可救。如果不用exit(1) 把坏程序杀死，它可能会害死操作系统。道理如同：如果不把歹徒击毙，歹徒在老死之前会犯下更多的罪。

    　　有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言，无论怎样使用malloc与new，几乎不可能导致“内存耗尽”。我在Windows 98下用Visual C++编写了测试程序，见示例7。这个程序会无休止地运行下去，根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”，内存用完了，自动用硬盘空间顶替。我只听到硬盘嘎吱嘎吱地响，Window 98已经累得对键盘、鼠标毫无反应。

    　　我可以得出这么一个结论：对于32位以上的应用程序，“内存耗尽”错误处理程序毫无用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了：反正错误处理程序不起作用，我就不写了，省了很多麻烦。

    　　我不想误导读者，必须强调：不加错误处理将导致程序的质量很差，千万不可因小失大。

    void main(void)
    {
    　float *p = NULL;
    　while(TRUE)
    　{
    　　p = new float[1000000];
    　　cout << “eat memory” << endl;
    　　if(p==NULL)
    　　　exit(1);
    　}
    }


    　　示例7试图耗尽操作系统的内存

    　　8、malloc/free 的使用要点

    　　函数malloc的原型如下：

    void * malloc(size_t size);

    　　用malloc申请一块长度为length的整数类型的内存，程序如下：

    int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length);

    　　我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“sizeof”。

    　　* malloc返回值的类型是void *，所以在调用malloc时要显式地进行类型转换，将void * 转换成所需要的指针类型。

    　　* malloc函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。我们通常记不住int, float等数据类型的变量的确切字节数。例如int变量在16位系统下是2个字节，在32位下是4个字节；而float变量在16位系统下是4个字节，在32位下也是4个字节。最好用以下程序作一次测试：

    cout << sizeof(char) << endl;
    cout << sizeof(int) << endl;
    cout << sizeof(unsigned int) << endl;
    cout << sizeof(long) << endl;
    cout << sizeof(unsigned long) << endl;
    cout << sizeof(float) << endl;
    cout << sizeof(double) << endl;
    cout << sizeof(void *) << endl;

    　　在malloc的“()”中使用sizeof运算符是良好的风格，但要当心有时我们会昏了头，写出 p = malloc(sizeof(p))这样的程序来。

    　　* 函数free的原型如下：

    void free( void * memblock );

    　　为什么free函数不象malloc函数那样复杂呢？这是因为指针p的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句free(p)能正确地释放内存。如果p是NULL指针，那么free对p无论操作多少次都不会出问题。如果p不是NULL指针，那么free对p连续操作两次就会导致程序运行错误。

    　　9、new/delete 的使用要点

    　　运算符new使用起来要比函数malloc简单得多，例如：

    int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int) * length);
    int *p2 = new int[length];

    　　这是因为new内置了sizeof、类型转换和类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对象而言，new在创建动态对象的同时完成了初始化工作。如果对象有多个构造函数，那么new的语句也可以有多种形式。例如

    class Obj
    {
    　public :
    　　Obj(void); // 无参数的构造函数
    　　Obj(int x); // 带一个参数的构造函数
    　　…
    }
    void Test(void)
    {
    　Obj *a = new Obj;
    　Obj *b = new Obj(1); // 初值为1
    　…
    　delete a;
    　delete b;
    }

    　　如果用new创建对象数组，那么只能使用对象的无参数构造函数。例如

    Obj *objects = new Obj[100]; // 创建100个动态对象

    　　不能写成

    Obj *objects = new Obj[100](1);// 创建100个动态对象的同时赋初值1

    　　在用delete释放对象数组时，留意不要丢了符号‘[]’。例如

    delete []objects; // 正确的用法
    delete objects; // 错误的用法

    　　后者相当于delete objects[0]，漏掉了另外99个对象。

    　　10、一些心得体会

    　　我认识不少技术不错的C++/C程序员，很少有人能拍拍胸脯说通晓指针与内存管理（包括我自己）。我最初学习C语言时特别怕指针，导致我开发第一个应用软件（约1万行C代码）时没有使用一个指针，全用数组来顶替指针，实在蠢笨得过分。躲避指针不是办法，后来我改写了这个软件，代码量缩小到原先的一半。

    　　我的经验教训是：

    　　（1）越是怕指针，就越要使用指针。不会正确使用指针，肯定算不上是合格的程序员。

    　　（2）必须养成“使用调试器逐步跟踪程序”的习惯，只有这样才能发现问题的本质。

    1:48 PM | Add a comment | Permalink | Blog it | C/C++

    内存句柄与指针的区别[转载]

        操作系统: windows
        编程工具: visual c++6.0
        问题: 请专家详细介绍一下内存句柄与指针的区别。
        水平: 刚入门(star) 
       
         指针对应着一个数据在内存中的地址，得到了指针就可以自由地修改该数据。Windows并不希望一般程序修改其内部数据结构，因为这样太不安全。所以Windows给每个使用GlobalAlloc等函数声明的内存区域指定一个句柄(本质上仍是一个指针，但不要直接操作它)，平时你只是在调用API函数时利用这个句柄来说明要操作哪段内存。当你需要对某个内存进行直接操作时，可以使用GlobalLock锁住这段内存并获得指针来直接进行操作。
        
        lshgao的意见：
        句柄是指针的“指针”，使用句柄主要是为了利于windows在进程内存地址空间移动分配的内存块，以防止进程的内存空间被撕的四分五裂而存在过多的碎片。
        
        阿城的意见：
        句柄是一些表的索引也就是指向指针的指针。间接的引用对象，windows可以修改对象的"物理"地址和
        描述器的值，但是句柄的值是不变的。
        
        刘志用的意见：
        句柄和指针都是地址，不同在于：
        1，句柄所指的可以是一个很复杂的结构，并且很有可以是与系统有关的，比如说上面所说的线程的句柄，它指向的就是一个很类或者结构，他和系统有很密切的关系，当一个线程由于不可预料的原因，而终止时在系统就可以回它所占用的资料，如CPU，内存等等，反过来想可以知道，这个句柄中的某一些项，是与系统进行交互的。由于Windows系统，是一个多任务的系统，它随时都可能要分配内存，回收内存，重组内存。
        2，指针它也可以指向一个复杂的结构，但是通常是用户定义的，所以的必需的工作都要用户完成，特别是在删除的时候。
        但在VC＋＋6.0中也有一些指针，它们都是处理一些小问题才用的，如最常见的字符的指针,它也是要用户处理的如果你动态分配了内存；但是Cstring就不要用户处理了，它其实是VC＋＋中的一个类，所以的操作都由成员函数完成，产生（分配）由构造函数，删除（回收）由析构函数完成。

        zjf问：
        你好，我在学习用vc++6.0编译多线程程序中遇到了很多句柄，但是不明白他的具体作用以及如何使用句柄，希望您能给我举几个具体实例，不甚感激！
        比如说： HANDLE hThread，它是怎样具体使用的？
        答：你使用CreateThead后函数会返回一个句柄，它代表这个线程。你可能会调用SetThreadPriority去修改线程的优先级，使用ResumeThread去重新开始一个线程的运行，在调用这些函数时你都需要告诉系统你到底要操作哪个线程，而刚才返回的句柄派上用处了，这些函数的第一个参数就是线程的句柄。 
    12:50 PM | Add a comment | Permalink | Blog it | C/C++

    句柄和指针[整理]

    所谓句柄实际上是一个数据，是一个Long (整长型)的数据。

    句柄是WONDOWS用来标识被应用程序所建立或使用的对象的唯一整数，WINDOWS使用各种各样的句柄标识诸如应用程序实例，窗口，控制，位图，GDI对象等等。WINDOWS句柄有点象C语言中的文件句柄。

    从上面的定义中的我们可以看到，句柄是一个标识符，是拿来标识对象或者项目的，它就象我们的姓名一样，每个人都会有一个，不同的人的姓名不一样，但是，也可能有一个名字和你一样的人。从数据类型上来看它只是一个16位的无符号整数。应用程序几乎总是通过调用一个WINDOWS函数来获得一个句柄，之后其他的WINDOWS函数就可以使用该句柄，以引用相应的对象。

    如果想更透彻一点地认识句柄，句柄是一种指向指针的指针。我们知道，所谓指针是一种内存地址。应用程序启动后，组成这个程序的各对象是住留在内存的。如果简单地理解，似乎我们只要获知这个内存的首地址，那么就可以随时用这个地址访问对象。但是，如果您真的这样认为，那么您就大错特错了。我们知道，Windows是一个以虚拟内存为基础的操作系统。在这种系统环境下，Windows内存管理器经常在内存中来回移动对象，依此来满足各种应用程序的内存需要。对象被移动意味着它的地址变化了。如果地址总是如此变化，我们该到哪里去找该对象呢?

    为了解决这个问题，Windows操作系统为各应用程序腾出一些内存储地址，用来专门登记各应用对象在内存中的地址变化，而这个地址(存储单元的位置)本身是不变的。Windows内存管理器在移动对象在内存中的位置后，把对象新的地址告知这个句柄地址来保存。这样我们只需记住这个句柄地址就可以间接地知道对象具体在内存中的哪个位置。这个地址是在对象装载(Load)时由系统分配给的，当系统卸载时 (Unload)又释放给系统。


    句柄地址(稳定)→记载着对象在内存中的地址────→对象在内存中的地址(不稳定)→实际对象


    本质：WINDOWS程序中并不是用物理地址来标识一个内存块，文件，任务或动态装入模块的，相反的，WINDOWS API给这些项目分配确定的句柄，并将句柄返回给应用程序，然后通过句柄来进行操作。


    但是必须注意的是程序每次从新启动，系统不能保证分配给这个程序的句柄还是原来的那个句柄，而且绝大多数情况的确不一样的。假如我们把进入电影院看电影看成是一个应用程序的启动运行，那么系统给应用程序分配的句柄总是不一样，这和每次电影院售给我们的门票总是不同的一个座位是一样的道理。

    VC中窗口ID，句柄，指针三者相互转换函数

    ID--HANDLE--HWND三者之间的互相转换
    id->句柄、、、、、hWnd = ::GetDlgItem(hParentWnd,id);
    id->指针、、、、、CWnd::GetDlgItem();
    句柄->id、、、、、id = GetWindowLong(hWnd,GWL_ID);
    句柄->指针、、、、CWnd *pWnd=CWnd::FromHandle(hWnd);
    指针->ID、、、、、id = GetWindowLong(pWnd->GetSafeHwnd,GWL_ID);
    指针->句柄、、、、hWnd=cWnd.GetSafeHandle() or mywnd->m_hWnd;

    12:49 PM | Add a comment | Permalink | Blog it | C/C++

    伪随机数生成及在VC++中的实现[转载]

    作者：王瑞胡
    出处：计算机与信息技术
    　　伪随机数在计算机软件设计中有很广泛的用途。本文介绍了基于数学方法的利用计算机产生伪随机数的一种方法，即线性同余法，任何伪随机数的产生都是运用递推的原理来生成的。
    　　摘 要 伪随机数在计算机软件设计中有很广泛的用途。本文介绍了基于数学方法的利用计算机产生伪随机数的一种方法，即线性同余法，任何伪随机数的产生都是运用递推的原理来生成的。以及在Visual C++环境中产生伪随机数的两个重要函数，rand和srand函数，正确地使用这两个函数是产生性能良好的伪随机数的关键，最后介绍了利用伪随机数生成技术在MFC中生成基于C/S模式应用程序的随机校验码以及利用一种软件工具ImagePassword产生随机密码。
    　　关键词 伪随机数生成；线性同余法；Visual C++；随机校验码

    　　为追求真正的随机序列，人们曾采用很多种原始的物理方法用于生成一定范围内满足精度（位数）的均匀分布序列，其缺点在于：速度慢、效率低、需占用大量存储空间且不可重现等。为满足计算机模拟研究的需求，人们转而研究用算法生成模拟各种概率分布的伪随机序列。伪随机数是指用数学递推公式所产生的随机数。从实用的角度看，获取这种数的最简单和最自然的方法是利用计算机语言的函数库提供的随机数发生器。典型情况下，它会输出一个均匀分布在0和1区间内的伪随机变量的值。其中应用的最为广泛、研究最彻底的一个算法即线性同余法。

    　　线性同余法LCG（Linear Congruence Generator）

    　　选取足够大的正整数M和任意自然数n0，a，b，由递推公式：

    ni+1=（af（ni）+b）mod M i=0，1，…，M-1

    　　生成的数值序列称为是同余序列。当函数f（n）为线性函数时，即得到线性同余序列：

    ni+1=（a*ni+b）mod M i=0，1，…，M-1

    　　以下是线性同余法生成伪随机数的伪代码：

    Random（n，m，seed，a，b）
    {
    　r0 = seed；
    　for （i = 1；i<=n；i++）
    　ri = （a*ri-1 + b） mod m
    }

    　　其中种子参数seed可以任意选择，常常将它设为计算机当前的日期或者时间；m是一个较大数，可以把它取为2w，w是计算机的字长；a可以是0.01w和0.99w之间的任何整数。

    　　应用递推公式产生均匀分布随机数时，式中参数n0，a，b，M的选取十分重要。

    　　例如，选取M=10，a=b =n0=7，生成的随机序列为{6，9，0，7，6，9，……}，周期为4。

    　　取M=16，a=5，b =3，n0=7，生成的随机序列为{6，1，8，11，10，5，12，15，14，9，0，3，2，13，4，7，6，1……}，周期为16。

    　　取M=8，a=5，b =1，n0=1，生成的随机序列为{6，7，4，5，2，3，0，1，6，7……}，周期为8。

    　　Visual C++中伪随机数生成机制

    　　用VC产生随机数有两个函数，分别为rand（void）和srand（seed）。rand()产生的随机整数是在0~RAND_MAX之间平均分布的，RAND_MAX是一个常量（定义为：#define RAND_MAX 0x7fff）。它是short型数据的最大值，如果要产生一个浮点型的随机数，可以将rand()/1000.0，这样就得到一个0~32.767之间平均分布的随机浮点数。如果要使得范围大一点，那么可以通过产生几个随机数的线性组合来实现任意范围内的平均分布的随机数。

    　　其用法是先调用srand函数，如

    srand( (unsigned)time( NULL ) )

    　　这样可以使得每次产生的随机数序列不同。如果计算伪随机序列的初始数值（称为种子）相同，则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。要解决这个问题，需要在每次产生随机序列前，先指定不同的种子，这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。以time函数值（即当前时间）作为种子数，因为两次调用rand函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。也可以使用srand函数来人为指定种子数。
    分析以下两个程序段，

    　　程序段1：

    //包含头文件
    void main() {
    　int count=0;
    　for (int i=0;i<10;i++){
    　　srand((unsigned)time(NULL));
    　　count++;
    　　cout<<"No"<<COUNT<<"="<<RAND()<<" />
    　　程序段2：

    //包含头文件
    void main() {
    　int count=0;
    　srand((unsigned)time(NULL));
    　for (int i=0;i<10;i++){
    　　count++;
    　　cout<<"No"<<COUNT<<"="<<RAND()<<" />
    　　程序段1的运行结果为：

    No1=9694 No2=9694 No3=9694 No4=9694 No5=9694
    No6=9694 No7=9694 No8=9694 No9=9694 No10=9694

    　　程序段2的运行结果为：

    No1=10351 No2=444 No3=11351 No4=3074 No5=21497
    No6=30426 No7=6246 No8=24614 No9=22089 No10=21498

    　　可以发现，以上两个程序段由于随机数生成时选择的种子的不同，运行的结果也不一样。rand()函数返回随机数序列中的下一个数(实际上是一个伪随机数序列，序列中的每一个数是由对其前面的数字进行复杂变换得到的)。为了模仿真正的随机性，首先要调用srand()函数给序列设置一个种子。为了更好地满足随机性，使用了时间函数time()，以便取到一个随时间变化的值，使每次运行rand()函数时从srand()函数所得到的种子值不相同。伪随机数生成器将作为"种子"的数当作初始整数传给函数。这粒种子会使这个球（生成伪随机数）一直滚下去。

    　　程序段1中由于将srand（）函数放在循环体内，而程序执行的CPU时间较快，调用time函数获取的时间精度却较低（55ms），这样循环体内每次产生随机数用到的种子数都是一样的，因此产生的随机数也是一样的。而程序段2中第1次产生的随机数要用到随机种子，以后的每次产生随机数都是利用递推关系得到的。
    9:52 AM | Add a comment | Permalink | Blog it | C/C++
    November 10

    这些天好累!

     
    　　好久都没有更新空间了。上两个星期一直在忙老板的项目，再加上研究生会的活动，还得上课……晚上经常工作到深夜，健身房已经整整一周没去过了，我几乎要抓狂了。

    　　好在我已经跟老板说好从下周开始，我先暂时退出项目，直到期末考试以后，我再继续做项目。

    　　所以，下周就能恢复正常作息了，好期待！
    10:13 AM | Add a comment | Read comments (1) | Permalink | Blog it | ☆生活※随记☆