TimothyQiu's Blog

keep it simple stupid

记一次有意义的调试

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最近阳光明媚，天气晴朗，我为了更好地折腾理解 CMake，尝试把以前在 macOS 上写的一个 OpenGL 程序从 Makefile 改成 CMake 构建，顺带看看同样的东西在 Windows 上编译、运行效果如何。然而在 Windows 上用 MSVC 2015 构建后运行，发现场景里的东西都没有了，并且没有任何错误输出。

因为似乎坊间传言 Windows 对 OpenGL 的支持很迷，所以我的第一直觉是 GLSL 的兼容问题，不过这个角度似乎很难排查。

所以还是搞个最小的可重现问题的代码吧，于是从经典的「三角形」Hello World 开始很快地试了一下，发现在 Shader 里做矩阵乘法就有问题；进而发现只要不乘投影矩阵就没有大问题，至少场景里的东西还是可以显示出来的。

蛤？这是什么鬼？总不见得 glm::perspective 有移植性问题吧？

经过一番调试，终于找到了问题所在，结论让人哭笑不得：

我在代码里自己封装了摄像机类，初始化时需要设置投影矩阵所需的远近裁剪平面，相当于下面这样。

Camera(float far, float near) : far_{far}, near_{near} { /* blah blah */ }

虽然在其它平台没什么问题，但 windows.h 里有这种东西：

#define far
#define near

于是代码就相当于变成了

Camera(float, float) : far_{}, near_{} { /* blah blah */ }

把远近裁剪平面的两个变量都初始化成了 0，也难怪场景里什么东西都看不见了。

唉，写代码的时候忘记了 far / near 指针这种历史遗留爆点，不过还是要吐槽下 windows.h 如此暴力的解决方法。

以上，真是有意义的一天呀～

psycopg2 的导入警告

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最近发现如果使用最新的 2.7.4 版本的 psycopg2，import psycopg2 时会出现警告：

UserWarning: The psycopg2 wheel package will be renamed from release 2.8; in order to keep installing from binary please use "pip install psycopg2-binary" instead. For details see: http://initd.org/psycopg/docs/install.html#binary-install-from-pypi

大致就是因为老版本中自带的预编译 wheel 二进制可能会造成崩溃问题，官方决定 psycopg2 从 2.8 版本开始将不再包含预编译二进制，必须通过编译安装。为此还作出了两个调整：

  1. 2.7.4 ~ 2.8 之间为过渡期，使用 psycopg2 的预编译二进制时会生成警告
  2. 新增了 psycopg2-binary 包，除了仍旧提供预编译二进制外，与 psycopg2 完全一致（即与老版本行为一致）。

找了一下相关的讨论，感觉比较赞同这个 Issue 中的反对观点：

官方在说明中推荐开发用 psycopg2-binary、生产用 psycopg2，我总觉得有些坏味道。（同时也懒 :-P）

如果对此无所谓，可以在导入时自行捕获警告。（如果是通过 SQLAlchemy 间接导入，则在 create_engine 时捕获即可。）

import warnings

with warnings.catch_warnings(record=True):
    import psycopg2

个人觉得比较 Sane 的方法可能是在 pip install 时使用 --no-binary <NAME> 来跳过预编译二进制的使用。如果你和我一样用的是 Pipenv，则需要用环境变量来控制 pip 的行为：

PIP_NO_BINARY=psycopg2 pipenv install psycopg2

但愿官方能把 psycopg2-binary 取消掉。

以上，默默水了一篇。

我所知道的 constexpr

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在知乎上看到《constexpr 究竟有什么用？》的问题，正巧前段时间趁着了解 constexpr if 的时候刚做过相关资料的搜集，拼凑了一下搞了一个回答。篇幅所限，完整版放在这里，主要是追加一些例子并补完一些周边内容 😄

constexpr 关键词是 C++11 引入的；C++14 中放宽了对 constexpr 函数的语法要求；而 C++17 则复用了该关键字，引入了 constexpr if。

constexpr 主要为 C++03 引入了以下变动：

拓展常量表达式的概念

之所以要拓展常量表达式的概念，是因为 C++03 中的一些尴尬，这从原本的标准库中就能看出来。

比如我们都知道 INT_MAX 是 C 语言的遗产，C++ 则更希望大家使用 std::numeric_limits<int>::max() 来拿 int 型的上限。然而不幸的是，后者是个函数调用而不是整型常量，使用起来可能需要花更多心思在性能或者别的东西上，没有前者那么自由。

int foo[std::numeric_limits<char>::max()];  // error: 不是常量表达式

又比如标准文件流，它的构造函数可以带上这样的第二个参数：

std::fstream foo("foo.txt", std::ios::in | std::ios::out);

这个参数是 openmode 类型的，是由实现具体定义的一种 Bitmask 类型。出于类型安全的考虑，通常用枚举值实现而不是整型。但是这样一来就有个问题，同样是写 std::ios::in | std::ios::out，如果用整型的话可以作为常量表达式使用，而为了类型安全考虑换用枚举实现（尤其是重载 operator|）后，就再也不可能是常量表达式了。

inline openmode
operator|(openmode lhs, openmode rhs)
{
    return openmode(int_type(lhs) | int_type(rhs));
}

明明是这样简单的函数，对它的调用却不是常量表达式，就更别提编译时求值了。这就让委员会陷入了必须在「类型安全」和「效率」里二选一的尴尬境地。

标准库里会遇到这样的问题，大家日常使用也会遇到。加之标准委员会很想借此机会把原本标准中对于「常量表达式」（尤其是整型常量表达式）复杂的定义重构简化，引入 constexpr 来标记一些简单的函数，让对它们的调用能够作为常量表达式存在就很合情合理了。

而 constexpr 成员函数也可以类推，比独立的 constexpr 函数多一些对于类本身的限制便是了。

至于 constexpr 函数「到底应该多简单」，其实并没有必要刻意去记那些限制。如果你标记了 constexpr 的函数不够简单，编译器会提醒你哪里有问题的。

强制要求表达式编译时求值

说到这里，「constexpr 函数」并不能和「编译时求值」划等号，它只表达了「这个函数具备这样的能力」。

如果需要强制要求表达式在编译时求值，那么我们需要在变量定义前添加 constexpr，这样，用来初始化这个变量的表达式就「必须」是常量表达式，否则会报错。

#include <fstream>

// 该函数不是 constexpr 函数
int identity(std::ios::openmode mode)
{
    return mode;
}

constexpr auto out = std::ios::out;  // 此处为 constexpr

int main()
{
    constexpr int modeFail = std::ios::in | identity(out);  // 出错
              int modePass = std::ios::in | identity(out);  // 正常
}

constexpr 函数只有同时满足

  1. 所有参数都是常量表达式
  2. 返回的结果被用于常量表达式（比如用于初始化 constexpr 数据）

才会触发编译时求值。如果只有参数是常量表达式而结果不是，那么是否触发编译时求值取决于具体实现。

constexpr if

C++17 的 constexpr if 严格意义上不是 constexpr 而是 if 的一部分。

constexpr if 的主要用途是简化模板代码（这也意味着除非你是「库作者」或者「模版狂魔」，很少会用到）。很多原本需要绕弯借助类型 Tag 或者 SFINAE 来实现，需要拆成 N 个函数的功能，可以借助 constexpr if 写到一个函数里。

以下面的 get_value 函数为例。这个函数正常情况下会把参数原样返回，但如果传入指针，则返回被指针指向的内容。

如果用简单的类型 Tag 来实现，需要拆成三个模板：

template <typename T>
auto get_value(T t, std::true_type) {
    return *t;
}

template <typename T>
auto get_value(T t, std::false_type) {
    return t;
}

template <typename T>
auto get_value(T t) {
    return get_value(t, std::is_pointer<T>{}); 
}

如果用 SFINAE 来实现，需要拆成两个模板：

template <typename T, std::enable_if_t<std::is_pointer_v<T>, int> = 0>
auto get_value(T t) {
    return *t;
}

template <typename T, typename std::enable_if_t<!std::is_pointer_v<T>, int> = 0>
auto get_value(T t) {
    return t;
}

而如果用 constexpr if 来实现，可以简化为一个：

template <typename T>
auto get_value(T t)
{
    if constexpr (std::is_pointer_v<T>) {
        return *t;
    } else {
        return t;
    }
}

也有人把 constexpr if 拿来代替当作 #if 用，相信你可以想象得出具体的用法。但……我觉得那是邪道，所以不写了 😛

constexpr 和 const

最初接触到 C++11 时，constexpr 和 const 的关系让我很是害怕，因为排列组合似乎很多。不过这回终于下了决心，整理了下，没有初见时想象的那么复杂，总共似乎也有两个情况。

在修饰数据（变量）时，constexpr 是隐含 const 语义的。同时，constexpr 只和变量本身有关，遇到类似 const int *p 和 int *const p 的破事时，建议还是写明：

constexpr int const foo = 42;
constexpr int       foo = 42;    // 和上面等价
constexpr int const *pb = &bar;  // 此处 &bar 必须是常量表达式

在涉及 constexpr 成员函数时，成员函数可能会有 const 修饰的情况。C++11 中，constexpr 成员函数是隐含 const 的；C++14 以来则没有这个限制。这里似乎可以借用 Python 的哲学「Better explicit than implicit」来表达一下，总共就几个字母的事情，就别偷懒了，你没法保证别人和你一样清楚这些「不那么直观」的东西。

以上就是所有内容了，感觉还是有些流水账的样子。

顺便小小吐槽一下「模板」，macOS 自带的拼音输入法只能通过 mú bǎn 打出来，所以我老是打成「模（mó）版」……

喫

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经常追番的童鞋应该对日语的「喫茶店（きっさてん）」一词不陌生，它就是咖啡馆、茶店的意思。因为「吸烟」是「喫煙（きつえん）」，以及小学语文老师「秀才不识字，念半边」的教诲，我一直把「喫」字读作 qì。最近偶尔发现「喫」字在普通话中应该念 chī，感觉打开了新世界的大门。

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使用支付宝「移动支付」同步通知时遇到的问题与吐槽

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「移动支付」是支付宝推出的针对手机移动支付的服务。虽然支付宝现在建议新商户转用「App 支付」接口了，但是一些较早接入的 App 仍旧在使用这个服务，比如鄙厂的智能证件照 ;-)

各大支付服务的套路其实都是一样的，无论网页还是 App：

  1. 服务器为支付所需数据签名
  2. 客户端使用签名后的数据调起支付服务
  3. 用户支付成功后，客户端获得支付结果同步通知，服务器获得异步通知回调

显然支付状态应以服务器获得的异步通知为准，不过某些情况下，客户端可能会有在先检查一下本地的支付结果有效性的需求。

前些天在 Sentry 里收到了错误报告，原因是校验客户端获得的同步通知结果时，发生了「被校内容格式异常」的错误。初以为是有人故意修改了客户端在捣乱，检查请求内容才发现，原来是支付宝（不知为何）本次发来的同步通知内容使用了不同以往的格式：

partner="2088101568358171"&seller_id="xxx@alipay.com"&out_trade_no="0819145412-6177"&subject="测试"&body="测试测试"&total_fee="0.01"&notify_url="http://notify.msp.hk/notify.htm"&service="mobile.securitypay.pay"&payment_type="1"&_input_charset="utf-8"&it_b_pay="30m"&success="true"&sign_type="RSA"&sign="hkFZr+zE9499nuqDNLZEF7W75RFFPsly876QuRSeN8WMaUgcdR00IKy5ZyBJ4eldhoJ/2zghqrD4E2G2mNjs3aE+HCLiBXrPDNdLKCZgSOIqmv46TfPTEqopYfhs+o5fZzXxt34fwdrzN4mX6S13cr3UwmEV4L3Ffir/02RBVtU=";extendInfo="doNotExit":true,"isDisplayResult":true

末尾前无古人后无来者地加了个分号，然后以奇怪的格式引入了 extendInfo 和 isDisplayResult 两个字段。这是文档中从来没有提过会发生的事情。

原本通过文档中字段说明及例子，我们可能还觉得返回的支付结果就是用的 HTTP Query String 格式，而且支付结果去除涉及签名的 sign 及 sign_type 相关键值对后可以直接用来验证签名。收到这回这么一条回调，就都不成立了。

所幸原先为了偷懒没有以 HTTP Query String 的格式解析支付结果，而是直接用正则表达式 ^(.+)&sign_type="RSA"&sign="(.+)"$ 从中提取待签名字符串及签名本身。（偷懒之处在于：因为如果解析以后，按照支付宝的签名规则，我还得再把它们重新排序；而解析前的键值对本身已经是排过序的了。）

但不幸的是，这个正则表达式认为 sign="xxxx" 后不应该有任何多余数据。于是便有了「被校内容格式异常」。

反思及吐槽

前两天刚在知乎大言不惭地在回答里说很多程序员不肯看文档、凭直觉掩耳盗铃地写代码，结果这就立马变成自我吐槽了 ;-(

其实仔细看支付宝的文档的话，关于同步通知中的支付结果和签名，是这样说的：

result：本次操作返回的结果数据。其中：&success="true"&sign_type="RSA"&sign="xxx"之前的部分为商户的原始数据。success用来标识本次支付结果。sign="xxx"为支付宝对本次支付结果的签名（加签内容为：案例中原始数据&支付结果，……）

首先，你看文档里确实并没有保证支付结果数据始终以 sign="xxx" 结尾。我在正则表达式里作出那样的假设，是基于例子退出的假设，但这其实是个高中数学「充要条件」的问题。

其次，我那偷懒利用结果数据中「已排序」特性的操作，虽然目前并没有什么问题，但其实也是有风险的。因为文档里并没有保证它的有序性。

所以嘛，我错了，我应该好好看文档的……

以上，真是有意义的一天呐～

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