# 2020q1 Homework1 (lab0)
contributed by < `Tim096` >
## Outline
[TOC]
## 環境
- [x] [GNU/Linux 開發工具](https://reurl.cc/KjXbQq)
- [x] [Cppcheck](https://reurl.cc/2g8Zm6): 靜態程式碼分析工具
- [x] [VS-code(安裝C++的套件)，並且用終端機執行](https://reurl.cc/ldZoe9)這邊同步的部分教的不清楚
- [x] [Vim](https://reurl.cc/MdX0Np):終端機，Vim 設定
- [ ] [Valgrind](https://valgrind.org/): 動態程式分析工具
- [x] [Git 教學和 GitHub 設定指引](/@sysprog/git-with-github)
- [x] [HackMD -- LaTeX 語法與示範](/@sysprog/B1RwlM85Z?type=view)
- [ ] [Makefile 語法和示範](/@sysprog/SySTMXPvl?type=view)
- [ ] [Linux製圖工具:gnuplot](https://reurl.cc/ldZoDY)
## 作業事前準備
- [x] 良好的心態
- [x] lab0-c (當中有包含評分系統了)
## 作業要求
- [x] <font color="#f00">Q : circular linked list "" single linked list "" double linked list ? </font>
A : 老師說要靠自己去發掘(也是一種訓練)
在 ``queue.[c/h]`` 中完成以下實作
* `q_new`: 建立新的「空」佇列;
* `q_free`: 釋放佇列所佔用的記憶體;
* `q_insert_head`: 在佇列開頭 (head) 加入 (insert) 給定的新元素 (以 LIFO 準則);
- [x] <font color="#f00">Q : LIFO準則?Queue正常地從頭前面加入不是FIFO嗎 ? </font>
A : CMD的文件是這樣寫的，但是其實有點問題
* `q_insert_tail`: 在佇列尾端 (tail) 加入 (insert) 給定的新元素 (以 FIFO 準則);
- [x] <font color="#f00">Q : 相對誰來說 ?</font>
A : CMD的文件是這樣寫的，但是其實有點問題
* `q_remove_head`: 在佇列開頭 (head) 移除 (remove) 給定的元素。
* `q_size`: 計算佇列中的元素數量。
* `q_reverse`: 以反向順序重新排列鏈結串列，該函式不該配置或釋放任何鏈結串列元素，換言之，它只能重排已經存在的元素;
* `q_sort`: 以==遞增順序==來排序鏈結串列的元素
## 實作流程 (好好看老師的文件)
### queue.h (以下想法參考別人的) 作者:[ZhuMon](https://hackmd.io/@ZhuMon/lab0-c)
* 更改 `queue.h` 中的 `queue_t` ，使得 `q_size()` 以及 `q_insert_tail()` 能以 $O(1)$ 時間完成
* 依照作業教學，將 `queue.h` 中的 `queue_t` 增加成員 (`size`)
* 此舉能讓 `q_size()` 藉由直接讀取 `queue_t` 中的 `size`，不必每次重新計算 queue 的大小
- [x] <font color="#f00">空間去換取時間</font>
* 缺點是必須在每次讓 queue 新增或刪除成員時，管理 queue 的 size 以及 `tail` 指標，也讓 queue 所需的記憶體空間增大 `sizeof(pointer) + sizeof(int)`
- [x] <font color="#f00">這樣用平攤分析 Amortized Analysis的方法算出來的 Time Complexity不就相同了嗎? 而且還是會浪費另外的記憶體空間</font>
* 這裡只是提供一種方法並不代表是一定就好的
```cpp=
/* Queue structure */
typedef struct {
list_ele_t *head; /* Linked list of elements */
list_ele_t *tail;
int size; /* Size of queue */
} queue_t;
```
### queue.c
* **q_new**
* 在初始化 `queue_t` 前，先確認是否成功分配記憶體，避免操作到空指標
- [x] <font color="#f00">Q : malloc不是分配記憶體給他嗎? 為何這邊是說確認是否成功分配記憶體 ?</font>
A : 這邊是指第4行，不是第3行
```cpp=
queue_t *q_new()
{
queue_t *q = malloc(sizeof(queue_t));
if (q) {
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
q->size = 0;
}
return q;
}
```
* **q_free**
* 新增 `tmp` 作為釋放用的節點
* 藉由 `q->head` 的移動，遍歷整個 `queue`，並一一清除
> 本來想以 `q->head` 與 `q->tail` 是否相同作為結束迴圈的條件，後來發現這樣無法完全將 `queue` 清除，於是改為判斷 `q->head` 與 `q->tail`是否同時存在，且發現只要判斷 `q->head` 是否存在即可
```cpp=
void q_free(queue_t *q)
{
if (!q) //如果是空就直接回傳即可
return;
list_ele_t *tmp = q->head;
while (q->head) {
q->head = q->head->next;
tmp->next = NULL;
free(tmp->value);
free(tmp);
tmp = q->head;
}
free(q);
}
```
- [ ] <font color="#f00">
- [x] Q : 第10行不懂為何要free value，node free掉就好了不就好?</font>
A : 對，沒有必要
> 確定沒有必要嗎XD，`tmp->value` 是一個 string 喔~
> [name=ZhuMon]
* **q_insert_head**
* 將新元素 (`list_ele_t`) 放入 queue 的前端
* 先判斷傳入的 `q` 是否為 `NULL`，避免分配記憶體後才發現 `q` 為 `NULL`，造成 memory leak
* 在分配記憶體給新的元素後，判斷是否分配成功，若失敗，則將之前分配的 `newh` 清除
* 以 C library <`string.h`> 的 `strncpy` 複製 `s`，放入新元素的 `value`
* 因為 `strncpy` 不會自動將其他位置設為 `\0`，所以使用 `memset` 將 `newh->value` 歸零
* 確保 `q->tail` 能夠正常運作，第一個 element 建立時，將 `q->tail` 指向 `q->head`，且隨著新增元素，位移到最後
```cpp=
bool q_insert_head(queue_t *q, char *s)
{
if (!q)
return false;
// Check separately to avoid extra malloc cause memory leak
list_ele_t *newh; // newh means new element in head
newh = malloc(sizeof(list_ele_t));
if (!newh) {
return false;
}
// Allocate space and copy the string
newh->value = malloc(sizeof(char) * (strlen(s) + 1));
if (!newh->value) {
free(newh);
return false;
}
memset(newh->value, '\0', strlen(s) + 1);
strncpy(newh->value, s, strlen(s));
newh->next = q->head;
q->head = newh;
// first time
if (!q->tail) {
q->tail = q->head;
} else {
while (q->tail->next) {
q->tail = q->tail->next;
}
}
q->size += 1;
return true;
}
```
- [ ] <font color="#f00">Q : 第15行的 `* (strlen(s) + 1));` 這一部分不曉得為何需要 ? </font>
A : 新版的CPP99其實已經不需要這樣了
- [ ] <font color="#f00">Q : 第16~18行如此判斷如果傳入Value=0是否會判斷錯誤 </font>
A :
- [ ] <font color="#f00">Q : 第20~21行為何不直接使用strcpy代替呢 ? </font>
A :
* **q_insert_tail**
* 與 `q_insert_head` 差不多
* 將新元素 (`list_ele_t`) 放入 queue 的尾端
* 若 `queue` 為空 (`q->tail == NULL`)，則將 `head` 和 `tail` 同時指向新元素 (`newt`)
```cpp=
bool q_insert_tail(queue_t *q, char *s)
{
if (!q)
return false;
// Check separately to avoid extra malloc cause memory leak
list_ele_t *newt; // newt means new element in tail
newt = malloc(sizeof(list_ele_t));
if (!newt)
return false;
newt->value = malloc(sizeof(char) * strlen(s) + 1);
if (!newt->value) {
free(newt);
return false;
}
memset(newt->value, '\0', strlen(s) + 1);
strncpy(newt->value, s, strlen(s));
newt->next = NULL;
if (!q->tail) {
q->tail = q->head = newt;
} else {
q->tail->next = newt;
q->tail = newt;
}
q->size += 1;
return true;
}
```
* **q_remove_head**
- [ ] <font color="#f00">Q : 為何要傳入這麼多的參數，不是只要remove掉head這個東西嗎 ? </font>
A :
* 藉由確認 `q->head` 是否為 `NULL`，確認 `queue` 是否為空
* 若 `sp` 不為 `NULL`，必須將成功刪除後的字串複製進去，並且依照傳入的 `bufsize` 決定複製多少
* 比較 `bufsize` or 要刪除的字串長度 比較短，來決定真正要複製進 `sp` 的長度為何
* 呼叫 `memset` 時，需要保留最後一位來放 `\0`，所以 `realbufsize` 要加一
```cpp
memset(sp, '\0', realbufsize + 1)
```
* 若只複製部分字串(`bufsize`)，由於呼叫 `memset` 會將 size += 1，而且複製完不能超過 `bufsize`，所以 `realbufsize = bufsize - 1`
* 新增一個指標 `tmp` 以供釋放 (`free`)
* 將 `tmp` 的成員都清空後，再釋放 `tmp`
```cpp=
bool q_remove_head(queue_t *q, char *sp, size_t bufsize)
{
if (!q || !q->head) {
return false;
}
if (sp) {
// Insure copy size is right
size_t realbufsize = (bufsize > strlen(q->head->value))
? strlen(q->head->value)
: bufsize - 1;
memset(sp, '\0', realbufsize + 1);
strncpy(sp, q->head->value, realbufsize);
}
list_ele_t *tmp;
tmp = q->head;
q->head = q->head->next;
tmp->next = NULL;
free(tmp->value);
free(tmp);
q->size -= 1;
return true;
}
```
* **q_size**
* 若 `q` 不存在，則返回 `0`
* 藉由直接取得 `q->size`，達成在 $O(1)$ 時間內完成 `q_size()`
* 在 `q_new` 時，便已將 `q->size` 設為 `0` ，因此就算 queue 為空，還是會返回 `0`
```cpp
int q_size(queue_t *q)
{
return !q ? 0 : q->size;
}
```
* **q_reverse**
* 原本使用三個指標 (`prev`, `now`, `next`) 來反轉 queue
* 一直思考如何將指標數量縮減，借鑑 [gpwork4u 的方式](https://hackmd.io/@gpwork4u/2020q1-hw-lab0c)後，發現可以藉由暫時不會用到的指標：`q->tail->next` 和 `q->head->next`，取代新的指標，只使用一個新的指標 `tmp`
* 藉由檢查 `q->size < 2` 來確認 `queue` 是否只有一個或沒有元素
* <font color="#f00">此處的部份我不曉得先暫時多用一個只會會有何影響？因此我認為程式碼的易讀性更重要，因此我寫了一個Part2的版本</font>
```cpp=
void q_reverse(queue_t *q)
{
// No effect if q is NULL or empty or only one element
if (!q || q->size < 2) {
return;
}
list_ele_t *tmp;
tmp = q->head->next;
q->tail->next = q->head;
while (tmp != q->tail) {
tmp = tmp->next;
q->head->next->next = q->tail->next;
q->tail->next = q->head->next;
q->head->next = tmp;
}
q->tail = q->head;
q->head = q->head->next;
q->tail->next = NULL;
}
```
- [ ] <font color="#f00">Q : 第4行`if (!q || q->size < 2)`中的`!q`是多餘的吧 ? (一開始即有定義 init=0)</font>
A :
* 下圖為進入 while 迴圈之前，queue 的狀況，分別用三種顏色（紫、綠、紅）代表主要控制的指標
```graphviz
digraph linked_list{
rankdir=LR;
node [shape=record];
a [label="{ <data> a | <ref> }"];
b [label="{ <data> b | <ref> }"];
c [label="{ <data> c | <ref> }"];
d [label="{ <data> d | <ref> }"];
a:ref:c -> b:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="red"];
b:ref:c -> c:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false];
c:ref:c -> d:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false];
d:ref:d -> a:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="green"]
head -> a;
tmp ->b [color="purple"];
tail -> d;
}
```
1. 進入迴圈後，先將 `tmp` 指向下一個，避免待會將 `b->next` 反向後，無法取得 `c`
2. 接著藉由操作 `q->head->next->next`，將 `b->next` 反向，指向 `a`
3. 為了讓 `q->head->next` 前進，而不至於讓 `b` 無法取得，於是將 `tail->next` 指向 `b`
4. 將 `q->head->next` 指向 `tmp`，準備下次的反向
<pre>
while (tmp != q->tail) {
<span style="color:purple">tmp = tmp->next;</span>
<span style="color:blue">q->head->next->next = q->tail->next;</span>
<span style="color:green">q->tail->next = q->head->next;</span>
<span style="color:red">q->head->next = tmp;</span>
}
</pre>
```graphviz
digraph linked_list{
rankdir=LR;
node [shape=record];
a [label="{ <data> a | <ref> }"];
b [label="{ <data> b | <ref> }"];
c [label="{ <data> c | <ref> }"];
d [label="{ <data> d | <ref> }"];
a:ref:c -> b:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="red", style="invis"];
a:ref:c -> c:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="red"];
b:ref:c -> c:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, style="invis"];
b:ref:c -> a:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="blue"]
c:ref:c -> d:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false];
d:ref:d -> b:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="green", label=""]
head -> a;
tmp -> c [color="purple"];
tail -> d;
}
```
<pre>
while (tmp != q->tail) {
<span style="color:purple">tmp = tmp->next;</span>
<span style="color:blue">q->head->next->next = q->tail->next;</span>
<span style="color:green">q->tail->next = q->head->next;</span>
<span style="color:red">q->head->next = tmp;</span>
}
</pre>
```graphviz
digraph linked_list{
rankdir=LR;
node [shape=record];
a [label="{ <data> a | <ref> }"];
b [label="{ <data> b | <ref> }"];
c [label="{ <data> c | <ref> }"];
d [label="{ <data> d | <ref> }"];
a:ref:c -> b:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="red", style="invis"];
a:ref:c -> d:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="red"];
b:ref:c -> c:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, style="invis"];
b:ref:c -> a:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false]
c:ref:c -> d:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, style=invis];
c:ref:c -> b:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="blue"];
d:ref:d -> c:data [arrowtail=dot, dir=both, tailclip=false, color="green"]
head -> a;
tmp -> d [color="purple"];
tail -> d;
}
```
:::warning
考慮以下變更:
```diff
@@ -1,14 +1,13 @@
void q_reverse(queue_t *q)
{
- if (q == NULL || q->head == NULL) {
+ if (!q || !q->head)
return;
- }
+
list_ele_t *prev, *now, *next;
prev = q->head;
now = q->head->next;
- if (now == NULL) { // there is only one element in queue
+ if (!now) /* only one element in queue */
return;
- }
next = q->head->next->next;
@@ -18,7 +17,7 @@
prev->next = NULL;
now->next = prev;
- while (next != NULL) {
+ while (next) {
prev = now;
now = next;
next = now->next;
```
要點: 維持簡潔的縮排和風格
:notes: jserv
:::
:::success
已更改程式碼為只剩一個新指標
:::
* **q_reverse_Part2**
```cpp=
void q_reverse(queue_t *q){
if (q->size < 2) {
return;
}
list_ele_t *pre = 0,
*tmp = head,
*next = head->next;
while (next != 0) {
tmp->next = pre;
pre = tmp; // pre往後挪
tmp = next; // tmp往後挪
next = next->next; // next往後挪
} // next更新成NULL即跳出while loop
tmp->next = pre; // 此時tmp位於最後一個node, 將tmp->next轉向
head = tmp; // 更新head為tmp
}
```
* **q_sort**
* 參考 [Linked LIst Sort](https://npes87184.github.io/2015-09-12-linkedListSort/)
* 使用 Merge sort 排序
* `merge_sort()`
* 將一個 Linked list 拆成兩個
* 藉由兩個指標 (`l1`, `l2`) 不同速度的前進
* `l1` 會指向最後的 `element`
* `l2` 會指向中間的 `element`
* 將 `l1` 指向 `l2->next` 後，便可以得到兩個等長的 `linked list` (`head` 和 `l1`)
* 將 `l2` 指向 `*head`，避免接下來使用 `*head` 後造成錯誤
* 將兩個已排序的 Linked list 合成一個 Linked list，並回傳
* 參考 [jwang0306](https://hackmd.io/@jwang0306/lab0-c) 的 `merge`，將比較字串的部分縮進 `while`
* 藉由走訪 `l1` 和 `l2`，並比較兩者元素，來建立新 Linked list
* 最後離開 `while` 不是剩下 `l1` 就是 `l2`，於是縮成一行
* `q_sort()`
* 藉由 pointer to pointer 省略回傳 `q->head`
```cpp
void merge_sort(**head)
{
if (!(*head) || !((*head)->next))
return;
list_ele_t *l1 = (*head)->next;
list_ele_t *l2 = *head;
while (l1 && l1->next) {
l2 = l2->next;
l1 = l1->next->next;
}
l1 = l2->next;
l2->next = NULL;
l2 = *head;
merge_sort(&l2);
merge_sort(&l1);
*head = NULL;
list_ele_t **tmp = head;
while (l1 && l2) {
if (strcmp(l1->value, l2->value) < 0) {
*tmp = l1;
l1 = l1->next;
} else {
*tmp = l2;
l2 = l2->next;
}
tmp = &((*tmp)->next);
}
*tmp = l1 ? l1 : l2;
}
void q_sort(queue_t *q)
{
// if q has only one element or q is empty, q->head == q->tail
if (!q || q->head == q->tail) {
return;
}
merge_sort(&q->head);
while (q->tail->next) {
q->tail = q->tail->next;
}
}
```
:::warning
TODO:
1. 考量到程式碼變數和函式命名的風格 (作業說明有提及，採用 Linux 核心程式碼慣用風格)，請修改上述程式碼，用小寫和精準的用字;
2. 程式碼尚可更精簡，請改寫;
:notes: jserv
:::
:::info
1. 沒有注意到參考的程式碼與當前的命名風格不同，已改正
2. 改寫程式碼
* 將原來的 `merge()` 以及 `mergeSortList()` 合併為 `merge_sort()`
* ~~想將比較字串部分都縮進 `while` 迴圈內，但是還想不到辦法實現~~
* ~~雖然暫時無法再縮減程式碼~~，但是比較字串的 branch 數似乎也無法再降低
(更新）
* 參考 [jwang0306](https://hackmd.io/@jwang0306/lab0-c) 藉由 pointer to pointer 將比較字串的部分縮進 `while`
* 使用 pointer to pointer 省略回傳值
* 將使用的變數量縮減（重複使用變數）
* 在 hackmd 上刪除部分註解，避免雜亂
:::
<font color="#f00">以上讀完但有問題</font>
<font color="#f00">以下通通都還沒有讀完</font>
-------------
### natsort
* 參考 [natsort](https://github.com/sourcefrog/natsort)，將 `strcmp` 改為 `strnatcmp`
> 發現在執行 `traces/trace-15-perf.cmd` 時，會因為時間超過，而測試失敗
* 於是確認 `strcmp` 與 `strnatcmp` 的需要時間。以 `time.h` 的 `clock` 函式計算時間
> 此為未使用任何 gcc 最佳化方法 (-O1 -O2 -O3 ...) 的狀況
* 發現 `strnatcmp` 需要的時間在十萬次以上的情況下，與 `strcmp` 差距極大，造成 `qtest` Timeout
:::warning
很好！你終於發現這個故意安插的細節。
需要留意到，glibc 裡頭的 strcmp 做了一系列最佳化，類似 [Speeding up string compare and sorting](http://mgronhol.github.io/fast-strcmp/) 的手段，但額外透過 SSE 和 AVX 指令集加速。相反地，[natsort](https://github.com/sourcefrog/natsort) 實作就很 naive (取「原始」和「單純」的意思)，意味著有很大的加速空間，你可試著改進，記得對照 [CS:APP 第 5 章](https://hackmd.io/@sysprog/CSAPP-ch5) 來思考。
:notes: jserv
:::
> 經由老師提示，我試著去 linux kernel 內尋找有使用到 natural sort 的部分，一開始我認爲應該跟 file system 有關，於是聚焦在 [linux/fs](https://github.com/torvalds/linux/tree/master/fs)，粗略地尋找了一陣子卻沒有找到有關的資訊，但是在搜尋的過程中有發現 `sort` 這個命令
:::danger
1. 命令 (command) 和指令 (instruction) 不同，後者在「Linux 核心設計」課程特別指 CPU instruction，因此，`sort` 只能被稱「命令」，請變更用語;
2. Linux 核心的檔案系統主要維護 metadata (反映資料行為的資料)，可參見 `i-node`，`sort` 就仰賴 metadata 進行排序，所以，討論的主體該釐清，不是 Linux 核心去「排序」檔案名稱，而是 coreutils 一類的套件提供 `sort` 工具來排序;
:notes: jserv
:::
> 1. 好的，已更改用語
> 2. 也就是說我一開始的找尋方向錯誤，Linux 核心不負責檔案的排序，「人類」看到的檔案系統順序都是由 coreutils 等套件來排序，所以我的確應該去閱讀 coreutils 的 `sort` 命令
:::warning
不能說「方向錯誤」，有好奇心是值得稱許的事。需要注意，排序不全然跟 Linux 核心無關，可參見 [The kernel and character set encodings](https://lwn.net/Articles/71472/)，在核心內部的檔案系統實作，我們還是需要透過核心處理字元集 (如 Big5 [廣泛用於台灣], GB18030 [中國國家標準])，這樣後續在使用者層級的排序才有意義。
:notes: jserv
:::
* 確認 `sort` 這個命令是否符合 natural sort
* 發現 string 中含有空白時，兩者的行為會有差異
* sourcefrog 的 natural sort
```
pic01
pic2
pic 4 else
pic 5
pic 7
```
* macOS 的 `sort` 命令
> 後來發現應該使用 `$ sort -V` 來做排序
```
pic 7
pic 4 else
pic 5
pic01
pic2
```
* 再去各種線上排序的網站實驗後，發現每個網站對於 natural sort 的定義也都不一樣
> 測試了 [Text Mechanic](https://textmechanic.com/text-tools/basic-text-tools/sort-text-lines/), [PineTools](https://pinetools.com/sort-list), [Gillmeister Software](https://gillmeister-software.com/online-tools/text/sort-list.aspx)
* 閱讀 `sort` 命令的 man page 後，發現， `sort` 可以針對版本號碼做排序
```shell
$ ls pic* | sort -V
pic01
pic2
pic 4 else
pic 5
pic 7
```
效果符合 sourcefrog 的預期
* 稍微閱讀 [`sort` 命令](https://github.com/coreutils/coreutils/blob/master/src/sort.c) 的運行方式後，發現 `sort.c` 關於檔案、版本號碼的排序是由 [filevercmp](https://github.com/gagern/gnulib/blob/master/lib/filevercmp.c) 這個檔案來實作
* 實際與 strcmp、strnatcmp 比較 （開啟 `-O3` ）
很明顯地看到 filevercmp 遠超其他兩者
> strcmp 所需時間一直只在 1 µs 附近，或許更低，但目前使用的 library 精準度只到微秒
* 另外，我還有發現字串越接近版本號（部分相似），strnatcmp 與 filevercmp 的表現越差
* TODO: 發現 `gnulib` 比較字串的方式效率也不盡人意後，決定先熟悉編譯器的最佳化等教材，之後再試著改進
## Valgrind 實驗
> 運用 Valgrind 排除 qtest 實作的記憶體錯誤，並透過 Massif 視覺化 “simulation” 過程中的記憶體使用量，需要設計對應的實驗
### 排解使用原配置可能造成的錯誤
* 使用 `make valgrind` 命令後，想要讓使用 `massif` 來視覺化記憶體使用量，可是卻發生錯誤
```zsh
$ valgrind --tool=massif ./qtest
valgrind: Unknown option: --show-leak-kinds=all
valgrind: Use --help for more information or consult the user manual.
```
* 由於在 macOS 和 Linux 都遇到相同問題，確認兩者的版本
* macOS 10.14.6
```
$ valgrind --version
valgrind-3.14.0.GIT
```
:::spoiler
* 更新 macOS 的 Valgrind
```
$ brew upgrade valgrind
```
* 發生錯誤，要我更新 xcode，於是照著提示更新 xcode
* 由於之前安裝 Ubuntu 環境一直失敗，以爲是 macOS 版本的問題，於是將系統從 High Sierra(10.13.6) 升級到 Mojave (10.14.6)，所以 valgrind 是之前安裝的
* 升級完 xcode 後，想升級 Valgrind，發現 Valgrind not Found，試著安裝...
```shell
$ brew install valgrind
...
valgrind: This formula either does not compile or function
as expected on macOS versions newer than High Sierra
due to an upstream incompatibility.
Error: An unsatisfied requirement failed this build.
```
* 只好試著以 github 安裝
參考 [此篇](https://stackoverflow.com/questions/52732036/how-to-install-valgrind-on-macos-mojave10-14-with-homebrew)
```
$ brew install --HEAD https://raw.githubusercontent.com/sowson/valgrind/master/valgrind.rb
```
* 安裝成功，可是版本竟然是 3.16.0 ?
```
$ valgrind --version
valgrind-3.16.0.GIT
```
* 重新測試，發生同樣問題
```
$ valgrind --tool=massif ./qtest
valgrind: Unknown option: --show-leak-kinds=all
valgrind: Use --help for more information or consult the user manual.
```
:::
* Ubuntu 19.10
```
$ valgrind --version
valgrind-3.15.0
```
查詢 [Valgrind 官網](http://valgrind.org/downloads/?src=www.discoversdk.com) 發現，最新版本的確是 3.15.0
* 重新閱讀 lab0-c 的 `README.md` 後，發現在 `.valgrindrc` 中有關於 Valgrind 的配置，並且找到該選項，將它刪除後，便可運作
* 發現 Valgrind 的另外一個配置： `--leak-check` 在 `.valrindrc` 裡的寫法為 `--memcheck:leak-check=full`，於是將 `--show-leak-kinds=all` 前也加上 `memcheck`，再執行，便通過了
* before
```
--show-leak-kinds=all
```
* after
```
--memcheck:show-leak-kinds=all
```
:::warning
請提交 `.valrindrc` 相關的 pull request
:notes: jserv
:::
:::success
已提交
:::
### 設計實驗
* 目的： 想要知道 strnatcmp 與 filevercmp 的記憶體用量
#### 實驗一
* 讓兩者比較兩個不同字串 100000 次
* 
* TODO
## 論文 Dude, is my code constant time?
> 研讀論文 Dude, is my code constant time?，解釋本程式的 “simulation” 模式是如何透過以實驗而非理論分析，達到驗證時間複雜度，需要解釋 Student’s t-distribution 及程式實作的原理;
* 簡稱 `dudect`
* TODO
## 獨立的終端機命令解譯器
> 解釋 select 系統呼叫在本程式的使用方式，並分析 console.c 的實作，說明其中運用 CS:APP RIO 套件 的原理和考量點。可對照參考 CS:APP 第 10 章重點提示 :arrow_forward: 為避免「舉燭」，請比照 qtest 實作，撰寫獨立的終端機命令解譯器 (可建立新的 GitHub repository)
### select 系統呼叫
* 在 [Linux manual page](http://man7.org/linux/man-pages/man2/select.2.html) 定義 select 如下
```cpp
/* According to POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
#include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
```
* `select()` 可以監聽多個 file descriptors，
* TODO
## Bonus
發現新通過的 Pull request 含有一些小bug，進行修改
* Add description of clang-format integration to vim ([#28](https://github.com/sysprog21/lab0-c/pull/28))
* 簡介：藉由在 vim 中新增 function，使得每次寫進 C/C++ 文件後，自動排版
```shell
function! Formatonsave()
let l:formatdiff = 1
py3f <path to your clang-format.py>/clang-format.py
endfunction
autocmd BufWritePre *.h,*.cc,*.cpp call Formatonsave()
```
> 已發 Pull Request，也已通過
> Extend auto-indention for generic C/C++ source ([#29](https://github.com/sysprog21/lab0-c/pull/29))
> 簡介：新增 *.c 以及 *.hpp，使得 C/C++ 的檔案都適用自動排版
由於我的主系統是 macOS，他這個方法需要找到 `clang-format.py` 的位置，再取代 `<path to your clang-format.py>`，避免以後還需要再手動更新，於是寫了一個 script 將路徑寫好，並且 `export` 成環境變數
* .vimrc
* 將 `clang-format.py` 的位置以 `$CLANG_FORMAT_PATH` 取代
```shell
...
function! Formatonsave()
let l:formatdiff = 1
py3f $CLANG_FORMAT_PATH
endfunction
autocmd BufWrite *.h,*.hpp,*.c,*.cpp,*.c++ call Formatonsave()
...
```
* [setEnv.sh](https://github.com/ZhuMon/vimrc/blob/master/setEnv.sh)
* 藉由 `uname` 命令，找出當前是在哪個作業系統
* 由於我存放 `setEnv.sh` 的資料夾裡，也有複製了老師的 `.clang-fomat` 檔案，所以之後不管在哪裡都會使用該設定進行排版
* 我是使用 ==zsh==，所以會將設定放到 `~/.zshrc`
```shell
#!/bin/sh
# Set environment of clang-format
sysOS=`uname`
if [ $sysOS = "Darwin" ]; then
echo "On Mac OSX"
echo "export CLANG_FORMAT_PATH to ~/.zshrc"
echo "export CLANG_FORMAT_PATH=\"/usr/local/Cellar/clang-format/2019-05-14/share/clang/clang-format.py\"" >> ~/.zshrc
echo "export clang_format_fallback_style=\"$PWD/.clang-format\"" >> ~/.zshrc
elif [ $sysOS = "Linux" ]; then
echo "On Linux"
echo "export CLANG_FORMAT_PATH to ~/.zshrc"
echo "export CLANG_FORMAT_PATH=\"/usr/share/vim/addons/syntax/clang-format.py\"" >> ~/.zshrc
echo "export clang_format_fallback_style=\"$PWD/.clang-format\"" >> ~/.zshrc
else
echo "I don't know where clang-format.py is"
fi
```
## 自我檢討
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###### tags: `進階電腦系統應用2020` `lab0`
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