TimothyQiu's Blog

keep it simple stupid

无锡求职有感

回到无锡一年了,能让人感觉有归属感的工作始终没有找到。因为这一年间换了两份工作,所以在面试时经常被质疑人品;尽管我也尽力解释,但还是感觉不吐个槽迟早会憋出心理疾病。

我起初有些太理想主义,但很快就不得不对现实作出妥协:我曾下决心,但凡在职位要求上写「精通 C++」的公司一律无视;无奈现实是,无锡这样的二线城市的公司,几乎没有不写这个让自己显得很外行的要求的。

家人总是说我自命清高、不明事理。回无锡后的第一份工作我就是因为受不了公司从上到下的各种「国企范儿」的陋习才离职的。为了图省事,我喜欢以「环境压抑,马屁随处可见,而且给人感觉公司的主业是混补助」作为总结。有一次面试时,面试官听毕,带着一副「你是怎么活到这么大的」的理所当然的表情陈述道:「这样的公司很多呀!」我哭笑不得,只好耸耸肩说:「我个人比较……呃……看不得这些吧……」。

我的运气大抵都消耗在毕业后的第一份工作上了,所以辞职回无锡后接二连三碰见奇葩公司。在无锡的第二份也就是最近这份工作简直是不堪回首:

千言万语汇成一句话:老板太奇葩,以致于我和同事经常对这公司是不是一个大型实景整人秀表示怀疑。

有一个 HR 在交流中不断流露出「你这么频繁地换工作,是为了钱么」的暗示,我感觉我的玻璃心碎了,于是当晚写了一封长信去辩解。

有一位 HR 的话我觉得还是有道理的:这里很多软件公司都是趁着员工年轻赶紧压榨型的。我感觉,悲剧在于:一方面,程序员作为一个常见职业的时间并不长,但社会却已经把程序员自嘲的「苦逼」二字当真了,于是是个人就觉得程序员就应该很苦逼;另一方面,不少老板并非技术出身,不了解软件行业,以为软件开发是劳动力密集型产业,以为多干一小时就能多产出效果。

诶,不该心高气傲,找到个差不多的工作做着就行了……吧?

定公問:君使臣,臣事君,如之何。孔子對曰:君使臣以禮,臣事君以忠。 《论语·八佾》

所謂大臣者:以道事君,不可則止。 《论语·先进》

君有過則諫,反覆之而不聽,則去。 《孟子·万章》

std::string comparison

众所周知,char 类型是独立于 unsigned charsigned char 之外的一种实现相关类型,这着实带来了不少麻烦。

std::string a = "Hello";
std::string b = "世界";  // UTF-8 或者 GBK 皆可

那么请问,a[0] < b[0] 是什么结果?OK,那么 a < b 呢?

当然,貌似在开篇头一句就已经被我剧透的情况下作出错误的回答还是蛮困难的。没错,无论是 GBK 还是 UTF-8 存储,答案都应该是:

前者很好理解,因为实质是两个 char 在比较,所以谁大谁小还得看 char 到底是无符号的还是有符号的。而后者为什么肯定是 true 呢?

尽管 std::stringstd::basic_string 在字符类型为 char 时的特化,但 C++ 标准中明确规定:

The two-argument members eq and lt shall be defined identically to the built-in operators == and < for type unsigned char.

也算是 C++ 造福人类的某种方式吧。

以上。

Cocos2d-x 笔记:人类一大步

上一次看 cocos2d-x 是去年的事情了,下了个 SDK 而后按照官方的那个 pew-pew-pew 教程接二连三捣鼓了几下,之后几乎就没怎么去碰了。最近再看感觉连当时自己写的代码都快不认识了,果然还是需要记下笔记 = =

获取 SDK

前往 cocos2d-x 官网下载稳定版打包,或者去官方 GitHub 仓库 git clone 一份(注意看清分支哟)。

个人这回是下载了最新稳定版本,目前是 2.1.4。

创建工程

Cocos2d-x 由若干部分组成,有些采用静态链接、有些则是动态链接、更有些是直接源代码分发的;加上工程本身的跨平台属性,需要针对不同平台写初始化代码;总而言之,从零开始手写一个空工程是相当繁琐的。

所以老版本的策略是:为不同平台下的开发工具提供模板、脚本之类的东西以便获得每次的初始空工程。比如它会为 Visual Studio 安装一个 cocos2d-x 程序模板,这样就可以直接在新建对话框里选择新建一个 Visual C++ 的空 cocos2d-x 工程了。

当然,从 2.1.4 版本开始,官方就不再为 VS 提供模板了,逐步在各平台采用统一的 Python 脚本创建跨平台工程。(吐槽:虽然不提供模板了,但是原先用来安装模板的 install-templates-msvc.bat 文件居然还在,虽然一运行就报错的说……)

这个创建脚本使用 Python 2.X,同时它还有一个 Bug:使用当前目录而不是脚本文件所在目录查找模板文件(GitHub 上的 develop 版已经修复)。所以,要创建工程,我们需要先从命令行进入 tools/project-creator 目录,然后再使用

create_project.py -project <工程名称> -package <Java 包名> -language <语言>

就会在 projects 目录下创建相应的工程。这一点在直接运行 create_project.py 时会给出提示。(3.0 版本将在 cocos2d-x 根目录提供 create-multi-platform-projects.py 文件为你间接调用 tools/project-creator/create_project.py)那么作为一个示例,我们可以输入:

create_project.py -project Whatever -package com.timothyqiu.Whatever -language cpp

咳咳,如果你对为什么语言是 C++ 也要输入「Java 包名」感到困惑,那么看一眼生成后的工程目录结构就明白了:

Whatever -+- Classes
          |- Resources
          |- proj.android
          |- proj.blackberry
          |- proj.ios
          |- proj.linux
          |- proj.mac
          |- proj.marmalade
          `- proj.win32

结构非常精巧:平台无关的(自己写的逻辑之类的)代码都在 Classes 目录下;程序用到的资源都在 Resources 目录下;其余的平台相关(预置的初始化之类的)代码及工程文件都在各自的目录下。

所以,既然有 Android 工程在,那么创建时显然是需要包名的。

渲染树

如果你熟悉 3D 也许你也熟悉「渲染树」的概念:加入渲染树的节点才能够被渲染,而节点的父子关系也对其位移、缩放、旋转有相应影响。渲染一帧图像的过程就是遍历整棵渲染树、依次绘制各个节点的过程。

cocos2d-x 中的节点,以 CCNode 表示,它除了作为一棵渲染树的节点外,还提供了定时回调以及执行 CCAction 动作的功能。当然, CCNode 还封装了一些类似位置、缩放、旋转的基本属性,其中锚点(Anchor Point)是非常重要的属性:节点的位置和节点左上角、右下角的位置是什么关系?缩放以哪个点为定点?旋转以哪个点为中心?这些问题的答案就是锚点。

cocos2d-x 中对象的属性使用 Getter/Setter 封装,均为 setPropertyName(value)getPropertyName()isPropertyName() 的形式。一些 CCNode 常用属性如下:

另外还有 Tag、UserData、UserObject 三人组,类型分别是 intvoid *CCObject,都是用户为节点自定义的数据,CCNode 只是把它存起来以供你日后获取,不作它用。

CCNode 常见的一些子类包括:

出于拯救大众于水火的目的,以上子类的锚点都被默认设成了 (0.5, 0.5)。

p.s. cocos2d-x 中的绝大多数类均以 CC 作为前缀。但这样的做法明显是与它们所在的 cocos2d 这个 namespace 重复的,所幸在将来的 3.X 新版本中这些重复的前缀都会被删掉。

无规矩不成方圆

cocos2d-x 基于 OpenGL,故使用右手坐标系:从左到右、从下到上为坐标轴正方向。

前面说过的 CCPoint 类型,可以用来表示坐标点,也可以用来表示向量;而 CCSize 类型类似,用来表示尺寸;另外还有一个 CCRectCCPointCCSize 的组合,表示矩形区域的左上角和尺寸。

因为 CCPointCCSize 实质都是两个 float 的组合,所以其构造函数也都需要两个 float。介于每次传入不同类型变量的都显式去 static_cast<float> 过于手残,cocos2d-x 给出了三个对应的宏来帮你写转型:CCPointMake(x, y)CCSizeMake(w, h)CCRectMake(x, y, w, h)。当然,CCPoint 太常用了,以至于它还有一个更省击键数的宏 ccp(x, y)

前面还说过旋转属性,它是一个角度值。cocos2d-x 提供了 CC_DEGREES_TO_RADIANS(deg)CC_RADIANS_TO_DEGREES(rad) 宏进行弧度、角度的换算。

内存管理

cocos2d-x 使用了来自 cocos2d-iphone 的 Objective-C 风格,这不仅体现在代码风格上,还体现在内存管理风格上。

Objective-C 的内存管理使用的是(手动)引用计数技术。简而言之,就是对象默认存在 1 个引用、用 retain() 可以增加一个引用、用 release() 可以减少一个引用。一旦引用减少到 0,对象自动释放。

聪明的你一定想到了不少实现方法。不过由于目前版本中所有对象都只是裸指针(例如 CCDirecter *director 的本质是一个指针而非对象),所以,似乎在这一前提下实现引用计数的唯一方法就是:所有对象都继承自同一根类,由这个根类负责进行引用计数工作。当然如此一来,所有对象都应该创建在堆上。

顺带一提,cocos2d-x 当前版本并没有使用智能指针,一是因为 cocos2d-iphone 就是如此,二是因为 cocos2d-x 项目启动时 C++11 仍未定稿,三是因为当时各手机平台上支持情况不一样。不过时过境迁,在 2013 都过去了一半的现在,官方已经决定在 3.0 新版本里引入 C++11 的智能指针。

根对象

cocos2d-x 用来提供引用计数功能的根类就是 CCObject。主打这四个函数:

前三个好说,分别是将当前对象的引用计数置一、增一、减一。那么最后一个 autorelease() 是干啥的?

借用 Objective-C 中的解释:release() 是引用计数立即减一,而 autorelease() 则是在不久的将来减一(至少在当前函数之后)。

在 cocos2d-x 的实现中,使用了名叫 CCAutoReleasePool 的「自动释放池」对象。它会在自身被释放(析构)时调用其所持有的所有对象的 release() 方法。CCObject::autorelease() 所做的正是将自己加入自动释放池中。

cocos2d-x 会在每一帧的开始创建一个 CCAutoReleasePool,并在该帧结束时释放它。所以,所有被调用过 autorelease()CCObject 都有机会在当前帧结束后自动释放。(之所以是「有机会」,因为即使调用 release() 同样也只是有机会释放,是否真正释放由引用计数决定。)

所以,大致小结一下就是:

创建和销毁

cocos2d-x 中没有使用异常,所以对象的创建使用了两步构造法(Two-phase Construction)。所谓两步构造法,就是构造函数只用来为变量赋初值而不执行逻辑相关代码,所有初始化用的功能代码另写一个初始化函数。(构造函数没有返回值,所以只能用异常与外界沟通。)

CCSprite *sprite = new CCSprite();       // 创建对象
sprite->initWithFile("background.png");  // 初始化对象

上面这两行就是两步构造法的一个实例。介于这么写相当的繁琐,cocos2d-x 为每一个 initXXX() 都提供一个相应的工厂方法 createXXX()

CCSprite *sprite = CCSprite::create("background.png");

其实现很简单:

CCSprite *pobSprite = new CCSprite();
if (pobSprite && pobSprite->initWithFile(pszFileName)) {
    pobSprite->autorelease();
    return pobSprite;
}
CC_SAFE_DELETE(pobSprite);
return NULL;

注意到其中的 autorelease() 了吗?这意味着,如果只是 create() 而没有做其它任何操作,那么这个对象会在本帧结束时释放;但如果在 create() 后调用了 sprite->retain(),那么这个对象就不会自动释放(如果是 this->addChild(sprite) 则同理,因为 addChild() 会间接调用 retain())。

需要注意的是,这种创建方式也导致父类无法自动初始化,必须在子类的 initXXX() 方法里手动去调用直接父类的 initXXX() 方法。于是(如果手写),一般的初始化都类似于:

bool HelloWorldLayer::init()
{
    bool success = false;
    do {
        CC_BREAK_IF(!CCLayer::init());
        // actual init code here, break if failed
        success = true;
    } while (0);
    // clean up if nescesary
    return success;
}

容器

因为 cocos2d-x 的这种「特殊」内存管理方式,对 retain()release() 一无所知的 STL 容器或许并不适合你,于是便有了 CCArrayCCSetCCDirectory。(在 STL 容器中直接存放裸指针,可能由于野指针带来各种麻烦。当然,如果考虑使用智能指针的话,存入对应 std::shared_ptr 即可保证容器生命周期内所含对象有效;而 cocos2d-x 在未来版本中全面引入智能指针代替 Objective-C 风格的内存管理后,单存入 std::weak_ptr 就可以检测到野指针了。)

cocos2d-x 所提供的这些容器所存放的都是 CCObject 对象(其实是指针,但鉴于正确的使用方法只可能是指针,所以方便起见以后就不强调是指针了)。在对象进入容器时,容器自动调用一次 retain() 取得其引用;在对象移出容器或是容器本身被销毁时,容器自动为对象调用一次 release() 放弃引用。

这样就保证了所有在这些容器中的对象都是有效的对象。(还记得 CCAutoReleasePool 吗?它就是用 CCArray 实现的。)

对于容器,除却添加删除,常用的还有遍历。与 STL 提供迭代器不同,CCArrayCCDirectory 都是用 For Each 宏来遍历的。(CCSet 和 STL 相同。)

CCObject *element = nullptr;
CCARRAY_FOREACH(arrayOfSprites, element) {
    auto sprite = dynamic_cast<CCSprite *>(element);
    // ...
}

导演

CCDirector 类就是导演类,(总)导演每部戏只有一个,所以它是个单件类。cocos2d-x 中所有单件类都通过类似 CCName::sharedName() 的方式获得 CCName * 单件对象。这种(命名)习惯是从 cocos2d-iphone 里带来的,在 3.X 中,将会变成 CCName::getInstance() 这种更方便的方式。

导演的主打功能是场景调度和游戏流程控制。

细枝末节

在 SDK 为我们提供的空工程中,除了上面提到的这些「大头」,还有一些零碎的细枝末节。

入口

事实上,每一个 proj.* 目录下都有自己平台的初始化代码,也就是各自类似于 main() 的东东。

而在 Classes 目录下,平台无关代码中,程序的入口便是 AppDelegate 类。没错,这个类(依旧)源自 cocos2d-iphone,确切的说是 iOS,个人理解,这是一个用来接收程序 UI 状态消息的类。

程序通过其中仅有的三个顾名思义的方法 applicationDidFinishLaunching() applicationDidEnterBackground() applicationWillEnterForeground() 来感知自身的状态,以作出反应。比如 Did finish launching 时初始化引擎;Did enter background 时暂停背景音乐、暂存状态;Will enter foreground 时取出状态、恢复背景音乐等等。

现有的「空工程」中,applicationDidFinishLaunching() 里的核心其实就是这两句:

CCScene *pScene = HelloWorld::scene();
pDirector->runWithScene(pScene);

它搭建了 Classes 目录下 AppDelegateHelloWorld 这两个类的桥梁:将场景创建出来后交给导演,然后导演就自顾自干活去了。

选择器

HelloWorld.cpp 中,我们可以看到这样的语句:

CCMenuItemImage *pCloseItem = CCMenuItemImage::create(
    "CloseNormal.png", "CloseSelected.png",
    this, menu_selector(HelloWorld::menuCloseCallback)
);

这个 menu_selector 好神奇,究竟是什么?

好吧,这货(没错,还)是从 cocos2d-iphone 来的,我们来看实际代码(2.1.4 版本的 C 风格转换看着不爽,这里使用 C++ 风格类型转换稍作修改):

typedef void (CCObject::*SEL_MenuHandler)(CCObject*);
#define menu_selector(_SELECTOR) static_cast<cocos2d::SEL_MenuHandler>(&_SELECTOR)

你看,没什么大不了的,各种 selector 都只是「成员函数指针 + 强制类型转换」而已,它和它的前一个参数(CCObject *)共同指定了一个回调。(回想一下,你还记得 C++ 里该如何定义、初始化、使用成员函数指针吗?)

当然,在不久的将来,3.X 版本会使用更灵活std::functionstd::bind 来代替这种「selector」。

以上。

Bad Apple in Windows Task Manager

这几天 Bad Apple 又逆袭了,比如这个这个。虽然周末时候自己也做了一个,但介于身心憔悴和一个遗留问题,暂时先不和上次一样出视频了……

首先,看到那两个演示视频就可以联想到《编程之美》里面的一道面试题,但显然完全不是一回事,因为图像的 x → yy 并不唯一。既然如此,那么就可以推定这是某种程度的「造假」,因为图像已经不是 CPU 占用率曲线了。

既然造假,我们就要造得有良心!那种类似直接在任务管理器上新建/覆盖一个视频窗口的做法略无节操了一些。作为一个死程,我们还是慢慢用程序解决吧……

视频预处理

这个就不用写程序了,看过我之前视频的童鞋一定知道我要用 ffmpeg 来把视频转成位图序列,没错,这次还是它!

而 ffmpeg 同时还提供了非常好用的滤镜支持,要把视频变成 CPU 占用率曲线的样子,我们需要边缘检测(edgedetect)和颜色通道混合器(colorchannelmixer)。

ffmpeg -i <文件名> -r <FPS> -vcodec bmp -vf edgedetect,colorchannelmixer=0:0:0:0:1:1:1:0:0:0:0:0 <输出文件名>

这样就能直接输出黑底绿线的位图序列,以备使用了。

屏蔽掉 CPU 占用率曲线的绘制

这里只考虑 Win 7 及之前的任务管理器,因为这货很好改。首先,这曲线一看就是 LineTo() 函数画出来的,那么我们用 OllyDbg 直接查看任务管理器中所有对于 LineTo() 的调用就可以找到对应代码。

我是 Win 7 的系统,用 OllyDbg 直接打开后,对 LineTo() 的调用只有:

这几处,熟悉汇编的都可以很快定位整个语句的范围。至此,我们得到了一个地址及一个长度,把这个范围内的指令全部变成 Nop 指令即可。

当然 OllyDbg 中反汇编的地址是不能直接用的,还需要减去当前模块的基地址,得到偏移量以备使用……

那么来到 C++,FindWindowGetWindowThreadProcessIdOpenProcess 即可获得任务管理器的进程句柄。

得到进程句柄后,我们首先要获得 taskmgr.exe 模块当前的基地址:EnumProcessModulesGetModuleInformation。而后,就可以用上之前得到的偏移量和长度,使用 WriteProcessMemory 把绘制 CPU 曲线的代码覆写为一串 Nop 指令。

世界清静了。

绘制动画

这里就没有什么技术含量了。无非就是自己 SetTimer 开一个定时器,按照一定的帧率往窗口上 TransparentBlt 以前处理好的图片。

需要注意的是,背景网格,这货最麻烦了。我目前没有用 Hook,所以暂时的做法是:自己维护一份干净的背景网格。这样做的缺点是,网格更新时有一定几率察觉到曲线的缺失(用 Hook 后应该会好:Hook 后替换掉 Window Proc,然后正确的 WM_DRAWITEM/WM_PAINT 之后立即把当前的图片绘制上去)。

以上。

将父类成员函数提升到子类

今天在看 C++11 的 Inherited Constructors 特性时发现了一个以前不知道的传统 C++ 奇技淫巧。

class Base {
public:
    void foo(float a);
};

class Derived: public Base {
public:
    void foo(int a);
};

这样的代码,显然 Derived::foo() 会把 Base::foo() 覆盖。

今天得知,using 居然还可以把父类的成员「提升」到子类中:

class Derived: public Base {
public:
    using Base::foo;    // 看这里看这里看这里
    void foo(int a);
};

如此,就相当于在 Derived 中添加了一个和 Base::foo() 一模一样的成员。(当然,从字面上也是很顾名思义的嘛。)

Derived d;
d.foo(3.14f);  // 这样调用的就是 Derived::foo(float a) 了

之前我曾想,两个完全符合「is-a」关系的类,做成聚合显然是不甘心的。但如果父类接口有 N 个,子类只是想添加 1 个接口,然后将父类中的 M 个(M < N)接口暴露出来该怎么办?想想 private 继承,然后自己在子类中写 M 个 wrapper 似乎是个可行的方法,但如果 M 很大似乎依旧不甘心。现在知道了这个技巧似乎好解决了很多呢。(不过,整个类的声明也会随之变得脑残起来。)

顺带一提,传统 C++ 中的这个方法是无法提升构造函数的,而 C++11 中则加入了允许继承(提升)构造函数的特性(当然,目前貌似还没有编译器支持 = =)。

以上。