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VC中的字节对齐

· 阅读需 24 分钟

当我们在C语言中定义一个结构体时,其大小是否等于所有字段大小的总和?编译器又是如何在内存中安排这些字段的?ANSI C标准对结构体的内存布局有哪些规定?而我们的程序是否能够依赖这些布局?这些问题可能困扰着不少开发者,因此本文将试图揭开其中的奥秘。

结构体的内存布局

字段顺序与内存地址

首先,有一点是确定的:ANSI C保证结构体中各字段在内存中的位置与其声明顺序一致,且第一个字段的首地址与整个结构体实例的首地址相同。例如,以下代码验证了这一点:

struct vector { 
int x, y, z;
} s;

int *p, *q, *r;
struct vector *ps;

p = &s.x;
q = &s.y;
r = &s.z;
ps = &s;

assert(p < q); // x 的地址小于 y
assert(p < r); // x 的地址小于 z
assert(q < r); // y 的地址小于 z
assert((int*)ps == p); // 结构体地址等于第一个字段地址

在这个例子中,断言始终成立。然而,有读者可能会好奇:ANSI C是否保证相邻字段在内存中也是紧邻的?
答案是否定的,ANSI C标准并未对此做出保证。因此,程序中不应假定字段在内存中是连续的。

尽管如此,我们仍然可以通过了解编译器和平台的实现,构建一幅更清晰的内存布局图。要做到这一点,需要先了解一个关键概念——内存对齐

内存对齐的概念

在许多计算机系统中,基本类型数据在内存中的存放位置受到限制。具体来说,某些数据类型的首地址必须是某个特定值 ( k )(如4或8)的倍数。这种限制称为内存对齐,而 ( k ) 被称为数据类型的对齐模数(alignment modulus)。

如果一种数据类型 ( S ) 的对齐模数是另一种数据类型 ( T ) 的整数倍,则称 ( S ) 的对齐要求比 ( T ) 更严格,反之 ( T ) 则更宽松。

内存对齐的主要目的是:

  1. 简化处理器与内存之间的传输设计。
  2. 提高数据访问效率。例如,一个8字节对齐的 double 类型变量只需要一次内存操作即可读取;而未对齐的数据可能需要两次内存操作,因为它可能跨越两个对齐块。

某些处理器在遇到未对齐数据时会产生错误,但Intel的IA32架构处理器可以正确处理未对齐数据。不过,Intel建议开发者尽量遵循对齐要求以提升性能。

不同平台的对齐规则

在Win32平台上,微软C编译器(cl.exe for 80x86)默认使用以下规则:任何基本数据类型的对齐模数等于其大小(即 sizeof(T))。例如:

  • double 类型(占8字节)的地址必须是8的倍数。
  • int 类型(占4字节)的地址必须是4的倍数。
  • char 类型(占1字节)则可以存储在任何地址。

这种规则确保了基本数据类型的访问效率。

在Linux平台上,GCC的对齐规则稍有不同(以下内容根据文档整理,未验证,如有错误请指正):

  • 任何2字节大小的数据类型(如 short)的对齐模数为2。
  • 超过2字节大小的数据类型(如 longdouble)的对齐模数为4。

这些差异表明,结构体的内存布局并不完全统一,而是依赖于编译器和平台。了解这些规则后,我们可以更好地优化代码,同时避免潜在的跨平台问题。

结构体布局的实例分析

结构体的对齐与填充

现在,我们回到结构体的讨论中。ANSI C规定,一个结构体的大小等于其所有字段大小与填充字节的总和。那么,什么是填充字节?填充字节是编译器为了满足字段的对齐要求而在字段之间或结构体尾部额外分配的空间。

此外,结构体本身也有对齐要求。根据ANSI C标准,结构体的对齐模数必须是其所有字段中对齐模数最严格的那个。虽然标准允许编译器使用更严格的对齐方式,但这并非强制要求。例如,微软的VC7.1编译器默认让结构体的对齐要求与最严格字段的对齐要求相同。

以下示例展示了填充字节如何影响结构体的布局:

简单结构体的布局

typedef struct ms1 {  
char a;
int b;
} MS1;

假设 MS1 的内存布局如下:

|   a   |       b       |
Bytes: 1 4

MS1 中,对齐模数最严格的字段是 bint),其对齐模数为4。因此,根据对齐规则,MS1 的首地址必须是4的倍数。但在这种布局下,b 的地址并未满足4字节对齐要求。

为了满足要求,编译器会在 ab 之间插入填充字节(padding):

|   a   | padding |       b       |
Bytes: 1 3 4

这种布局使得 b 的地址对齐到4的倍数,同时满足了结构体整体对齐的要求。最终,sizeof(MS1) 为8字节,b 字段相对于结构体首地址的偏移量为4。

复杂结构体的布局

现在,我们交换字段的顺序:

typedef struct ms2 {  
int a;
char b;
} MS2;

如果按照直觉,MS2 的内存布局可能是:

|       a       |   b   |
Bytes: 4 1

这种布局看似合理,但忽略了一个重要问题——数组的连续性

结构体数组的对齐

ANSI C标准规定,任何类型(包括结构体)的数组,所有元素必须是连续存储的。因此,一个 MS2 数组的布局应满足以下条件:

|<- array[0] ->|<- array[1] ->|<- array[2] ->| ...

如果 MS2 的大小是5字节,那么每个结构体元素之间会出现空隙,违反了数组的连续性规则。

为了避免这种情况,编译器会在 b 后面添加填充字节,使结构体的大小对齐到 a 的对齐模数(即4的倍数)。最终,MS2 的实际内存布局如下:

|       a       |   b   | padding |
Bytes: 4 1 3

因此,sizeof(MS2) 为8字节,确保数组元素可以连续存储。

当数组的首地址满足对齐要求时,我们需要确保数组中的每个元素都符合结构体字段的对齐规则。如果某个字段无法在数组中连续对齐,则需要通过增加填充字节解决这一问题。

例如,对于以下结构体:

typedef struct ms2 {
int a;
char b;
} MS2;

通过调整布局,可以让数组中每个元素的所有字段都满足对齐要求:

|       a       |   b   | padding |
Bytes: 4 1 3

这种布局确保了数组中的每个元素(如 array[0].aarray[1].a)都对齐到 4 字节的边界,同时满足字段的对齐规则。sizeof(MS2) 为 8,a 的偏移量为 0,b 的偏移量为 4。

更复杂的结构体

接下来,分析一个稍微复杂的结构体类型:

typedef struct ms3 {
char a;
short b;
double c;
} MS3;

通过以下步骤,我们可以推导出正确的内存布局:

  1. a 是一个 char 类型,占用 1 字节。
  2. b 是一个 short 类型,占用 2 字节,但要求从偶数地址开始,因此在 a 后面填充 1 个字节。
  3. c 是一个 double 类型,占用 8 字节,要求从 8 的倍数地址开始。在 b 后面需要填充 4 个字节。

最终的内存布局如下:

|   a   | padding |   b   | padding |       c       |
Bytes: 1 1 2 4 8

根据该布局:

  • sizeof(MS3) 为 16。
  • 字段偏移:a 为 0,b 为 2,c 为 8。

嵌套结构体

现在,考虑一个包含其他结构体类型的结构体:

typedef struct ms4 {
char a;
MS3 b;
} MS4;
  1. a 是一个 char 类型,占用 1 字节。
  2. b 是一个 MS3 类型,其对齐模数等于 double 的对齐模数(8 字节)。因此,在 a 后面需要填充 7 个字节以满足对齐要求。

布局如下:

|   a   | padding |               b               |
Bytes: 1 7 16

因此:

  • sizeof(MS4) 为 24。
  • 字段偏移:a 为 0,b 为 8。

对齐规则的自定义与平台依赖性

改变对齐规则

在实际开发中,可以通过编译器选项来更改对齐规则。例如,在 Visual C++ 中,使用 /Zp 选项可以指定最大对齐模数 (n 可以是 1、2、4、8 或 16)。这些对齐规则的效果如下:

  • 小于或等于 n 字节的基本数据类型,其对齐方式保持不变。
  • 大于 n 字节的类型,其对齐模数将受到限制,不超过 n

例如,默认情况下,VC 的对齐方式相当于 /Zp8。然而,编译器文档(MSDN)明确指出,在某些平台(如 MIPS 和 Alpha)上使用 /Zp1/Zp2 可能导致问题,而在 16 位平台上指定 /Zp4/Zp8 也可能出现问题。这些警告提醒我们,对齐规则的影响不仅仅是内存布局,还可能影响程序的可移植性和性能。

程序的可移植性

由于结构体的内存布局依赖于 CPU 架构、操作系统、编译器以及编译时的对齐选项,开发人员在跨平台开发时必须小心处理:

  1. 避免依赖特定的内存布局:除非绝对必要,否则不应依赖编译器生成的特定对齐方式。例如,当设计开放源码库时,不同用户可能会在不同的平台或编译器下编译代码,这可能导致潜在的兼容性问题。
  2. 模块间对齐一致性:如果程序的不同模块是用不同的对齐选项编译的,可能导致非常微妙且难以调试的错误。在调试复杂行为时,应检查所有模块的编译选项是否一致。

实践与总结

实践与思考题

以下是一些结构体的定义,请分析它们在你的开发环境中的内存布局,并尝试通过调整字段顺序来优化内存使用:

A. struct P1 { int a; char b; int c; char d; };
B. struct P2 { int a; char b; char c; int d; };
C. struct P3 { short a[3]; char b[3]; };
D. struct P4 { short a[3]; char *b[3]; };
E. struct P5 { struct P2 *a; char b; struct P1 arr[2]; };

提示:优化字段顺序时,需要遵循以下原则:

  • 将对齐要求更高的字段放在前面,减少填充字节。
  • 尽量避免因数组或嵌套结构体导致的对齐浪费。

sizeof 的案例分析

考虑以下结构体:

struct MyStruct {
double dda1;
char dda;
int type;
};

从表面看,sizeof(MyStruct) 可能被误以为是 sizeof(double) + sizeof(char) + sizeof(int) = 13。但在实际测试中,结果是 16。这是因为编译器为提高 CPU 访问效率,对成员变量的存储进行了 对齐处理

  1. double 类型占用 8 字节,偏移量必须是 8 的倍数。
  2. char 类型占用 1 字节,但为了满足后续 int 类型的对齐需求,需在后面填充 3 字节。
  3. int 类型占用 4 字节,偏移量必须是 4 的倍数。

因此,实际布局如下:

|   dda1   |   dda   | padding |  type   |
Bytes: 8 1 3 4

在结构体中,每个成员变量的对齐规则根据其数据类型的大小决定,具体如下:

  • char:偏移量必须是 sizeof(char)(1 字节)的倍数。
  • short:偏移量必须是 sizeof(short)(2 字节)的倍数。
  • intfloat:偏移量必须是 sizeof(int)sizeof(float)(4 字节)的倍数。
  • double:偏移量必须是 sizeof(double)(8 字节)的倍数。

此外,为了确保结构体的总大小是其最大对齐要求的倍数,编译器可能会在最后填充一些额外字节。

分配空间与对齐规则

示例 1:原始结构体

struct MyStruct {
double dda1;
char dda;
int type;
};

空间分配过程

  1. double dda1

    • 起始地址偏移量为 0,是 sizeof(double) 的倍数(8),满足对齐规则。
    • 占用 8 字节。
  2. char dda

    • 下一个可用地址偏移量为 8,是 sizeof(char) 的倍数(1),满足对齐规则。
    • 占用 1 字节。
    • 为了满足下一个 int 的对齐要求(偏移量为 4 的倍数),需要填充 3 字节。
  3. int type

    • 下一个可用地址偏移量为 12,是 sizeof(int) 的倍数(4),满足对齐规则。
    • 占用 4 字节。

总大小

  • 成员变量总占用:8 + 1 + 3 + 4 = 16 字节。
  • sizeof(MyStruct):16,正好是最大对齐要求(sizeof(double) = 8)的倍数,无需额外填充。

示例 2:交换成员变量顺序

struct MyStruct {
char dda;
double dda1;
int type;
};

空间分配过程

  1. char dda

    • 起始地址偏移量为 0,是 sizeof(char) 的倍数(1),满足对齐规则。
    • 占用 1 字节。
    • 为了满足下一个 double 的对齐要求(偏移量为 8 的倍数),需要填充 7 字节。
  2. double dda1

    • 下一个可用地址偏移量为 8,是 sizeof(double) 的倍数(8),满足对齐规则。
    • 占用 8 字节。
  3. int type

    • 下一个可用地址偏移量为 16,是 sizeof(int) 的倍数(4),满足对齐规则。
    • 占用 4 字节。

总大小

  • 成员变量总占用:1 + 7 + 8 + 4 = 20 字节。
  • 为了满足最大对齐要求(sizeof(double) = 8)的倍数,结构体末尾需填充 4 字节。
  • sizeof(MyStruct)24

在上述两个例子中,填充字节的数量差异明显:

  1. 示例 1:填充了 3 字节。
  2. 示例 2:填充了 7 + 4 = 11 字节。

这表明,字段的声明顺序会显著影响结构体的内存布局和填充字节的数量。合理调整字段顺序可以显著减少内存浪费。

结构对齐的自定义控制与 #pragma pack

在默认情况下,VC 提供了对齐机制以提升 CPU 访问速度,但在某些场景下,我们需要调整或屏蔽这种默认对齐方式。通过 #pragma pack(n) 指令,可以自定义结构体的对齐方式。

  1. 成员变量的起始地址偏移规则

    • 如果 n 大于等于 变量类型占用的字节数,则偏移量遵循默认对齐规则。
    • 如果 n 小于 变量类型占用的字节数,则偏移量为 n 的倍数。
  2. 结构体总大小的约束规则

    • 如果 n 大于等于 所有成员变量的对齐需求,则结构体总大小是最大对齐单位的倍数
    • 如果 n 小于 所有成员变量的对齐需求,则结构体总大小是 n 的倍数。
#pragma pack(push)  // 保存当前对齐状态
#pragma pack(4) // 设置为 4 字节对齐

struct Test {
char m1;
double m4;
int m3;
};

#pragma pack(pop) // 恢复之前的对齐状态
  1. char m1

    • 起始地址偏移量为 0,是 sizeof(char) 的倍数(1),占用 1 字节。
    • 下一成员变量需要满足 4 字节对齐,因此填充 3 字节。
  2. double m4

    • 偏移量为 4,满足 4 字节对齐规则,占用 8 字节。
  3. int m3

    • 偏移量为 12,满足 4 字节对齐规则,占用 4 字节。

总大小

  • 成员变量占用:1 + 3 + 8 + 4 = 16 字节。
  • 满足 4 字节对齐,无需额外填充。
  1. 结构的总大小
    • 总占用为 20 字节,不是 16 的倍数,需填充 4 字节。
    • 最终 sizeof(Test)24

通过这种方式,我们可以灵活控制结构体的对齐方式,以满足内存优化或跨平台兼容的需求。

sizeof 的用法总结

在 C++ 中,sizeof 是一个非常强大的工具,用于确定数据类型、变量、数组、指针、结构或类的大小。但它也容易引发理解误区。以下总结 sizeof 的常见使用场景与注意事项:

A. 数据类型或一般变量

  • 示例:sizeof(int)sizeof(long)
  • 注意:结果可能因系统或编译器而异。例如:
    • 在 16 位系统中,int2 字节;
    • 在 32 位或 64 位系统中,int 通常占 4 字节。

B. 数组与指针

  • 示例:
    int a[50];         // sizeof(a) = 4 * 50 = 200
    int *p = new int[50]; // sizeof(p) = 4(在 32 位系统中,指针占 4 字节)
    注意
    • 数组名是数组的起始地址,但 sizeof 会计算整个数组的大小。
    • 对于指针,sizeof 返回指针本身的大小,而不是指针指向的内容。

C. 结构体与类

  1. 静态成员

    • 静态成员不参与实例的大小计算,因为它们的存储与实例无关。
    • 示例:
      class Test {
      int a;
      static double c;
      };
      sizeof(Test) = 4; // 静态成员不影响结果
  2. 空结构体或类

    • 即使没有成员变量,结构体或类的大小也为 1,以确保实例有唯一的地址。
    • 示例:
      class Empty {};
      sizeof(Empty) = 1;

D. 函数参数与返回值

  • 示例:
    int func(char s[5]) {
    return 1;
    }
    sizeof(func("1234")) = 4; // 返回值类型为 int,因此结果为 4
    注意
    • 数组参数在函数中会被视为指针,sizeof 返回指针的大小(而不是数组本身的大小)。

实用建议

  1. 分析内存布局:理解结构体的对齐规则与大小计算方法,能帮助定位潜在的性能问题与内存浪费。
  2. 跨平台兼容:当开发需要在多种系统或编译器下运行的程序时,应避免直接依赖 sizeof 的结果,而是明确指定数据类型的大小(如使用 stdint.h 提供的固定大小整数类型)。
  3. 善用对齐指令:通过 #pragma pack 调整对齐方式,可以在性能和内存使用之间找到平衡点。
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想通了一个魔术

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有一天坐在公交车上无聊地瞎琢磨事情,突然被我想通了一个魔术。这是我前两个月在电视上看到的一个传统中国魔术,是当时为一位魔术师做采访时他表演的。大致表演方法就是:在桌面上倒扣一只碗,扣下时,魔术师给你看那只碗是空的。然后魔术师手中拿一只鸡蛋,在倒扣的碗上这么一晃,鸡蛋就到碗里去了。那个魔术师吹嘘自己的外号叫鬼手,自己的手比观众的眼睛还快。不过我才不信他的鬼话,要想把鸡蛋塞进碗里,肯定会把碗掀起来一点,而人眼对于物体的运动非常敏感,加上图像在视网膜上的滞留现象,如果碗动了,是一定会被人眼捕捉到的。当然如果碗被掀起时间只有几个毫秒,那这个动作也许摄像机会漏过,电视每秒钟只能播放大约30帧,如果饭碗的动作少于30毫秒,或许真的会被摄像机漏过。但是我不相信人的动作有这么快,何况还有现场观众呢。

这个魔术师肯定是拿了两个鸡蛋。在他把碗扣在桌子上的同时就放了一个鸡蛋在里面,这个动作是比较容易躲过观众眼睛的。然后再拿出另一个鸡蛋放在手里装模作样,手在碗上晃来晃去的时候把手里的鸡蛋藏在袖子里。这样给人的感觉就是把鸡蛋塞到碗里去了。

这个魔术肯定不能用透明的玻璃碗来变:)

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面试官的面经

· 阅读需 39 分钟

如今的毕业生在参加用人单位面试之前,往往会在网上搜索往届学生或先行者留下的面经,汲取经验。我常在想,面试官们是否也会悄悄上网查找“专供面试官使用的面经”,以便更好地进行选拔?

今年的招聘季刚刚落下帷幕,我想借此机会分享一下自己作为面试官的心得与经历,供其他面试官参考,也希望能对准备面试的学生有所启发。

一、首次被面试经历

不妨从我自己的首次面试经历谈起。那是七年前,我还是一名大四学生,正处于求职预备阶段,甚至连简历都还没有完全整理好。一天,系里的老师告诉我们,有一家美国公司将来校招聘,而且岗位与我的专业十分契合。我一向对国企氛围有所忌惮,希望进入外企发展。于是,匆忙将尚未完善的简历打印了一份,递交了过去。

我的大学成绩还算不错,而且曾在另一家美国公司实习过几个月,这在当时的本科生中算是较为少见的经历。凭借这些条件,我的简历顺利通过筛选,获得了参加笔试的机会。那次笔试共有20余人参与,内容是用 C 语言编写一段程序。这恰好是我的强项,于是笔试顺利过关,接着进入面试环节。具体有多少人晋级面试,我已记不清了。

首轮面试由两位面试官分别进行,他们后来都成了我的上司。其中一位全程用英语与我交流。几天后,公司中国区总经理给我打来电话,又进行了一轮全英文电话面试。这对我来说是一个不小的挑战。坦白说,当时我的英语水平很一般,甚至连对方的问题都未必完全听懂。然而,这次面试是我首次求职尝试,并未抱有太大的期待,因此心态颇为放松。尽管口语错误百出,我还是厚着脸皮用英语“对付”了过去。

运气眷顾了我,我得到了去上海参加终面机会(我的学校在南京)。当时,这家公司的规模非常小,小到一个下午的时间,公司里的每位员工轮番面试了我一遍。有些员工刚加入公司不久,并非正式面试,只是随意地与我闲聊;而另一些人则认真提问,颇为专业。总的来说,我给大家留下了不错的印象,最终成功拿到了公司的 offer。

当公司通知我录取时,我的简历才算真正完善,但那时已没有用武之地了。好在我仅复印了三份,挑了一份质量最佳的留作纪念。回头来看,我能进入这家公司,虽然自身条件还过得去,运气成分也不可忽视。这段经历堪称我人生中一次难得的机遇。后来,随着公司要求的提高和学生水平的提升,以我当年的水平,现在恐怕连简历筛选都过不了。

如今,我算是公司资历较深的员工了,因此也参与了历年所有的招聘活动,面试过数不清的学生。接下来,我想分享几件让我印象深刻的事情。

二、初为面试官

初入职场时,总会遇到一些让人难堪的尴尬瞬间,而这些经历往往也成为成长路上的难忘记忆。在刚工作的头两年,我就经历了不少这样的场面。不过,随着经验的累积,脸皮也渐渐厚了,后来便鲜有类似的尴尬时刻了。

我本科毕业是在 7 月份,当年的 10 月就被派回学校参加招聘工作了。当时,公司并没有针对招聘流程或面试技巧提供任何培训,几乎全靠自己摸索。那一年,在南大举行的公司宣讲会由我主讲,而且是全英文。虽然事先做了不少准备,但由于对自己的英语水平并不自信,在随后的面试中,我忍不住问学生:“你们听懂我在宣讲会上讲的内容了吗?”结果有位学生挠了挠头,说:“屋子太大,我站在最后,没听清。”当时我颇为尴尬,心想自己的口语可能确实不够好,宣讲会的努力几乎白费了。从那以后,除非是老板(英语是他的母语)亲自主讲,我们都改用中文进行公司介绍。

更让我不知所措的是,我一个刚毕业的本科生,被安排去面试博士生。我已记不清当时如何完成了面试,只记得自己毫无自信,面试时一定非常拘谨,恐怕给对方的印象也不佳。后来我逐渐明白,作为面试官,自信心是非常重要的。实际上,面试官在心理上天然占有优势,被面试者通常会认为面试官的技术水平和阅历比自己更高。只要把握住这一点,就不必对自己的能力产生太多怀疑。如今,即便是博士生导师站在我面前,我也能坦然应对。

我本科刚毕业,就要去面试博士生了。我已经记不清是如何面试他们的了,只知道当时一点自信心也没有,面试的时候一定显得十分拘谨,恐怕留给他们的印象也不甚好。 面试官的自信是非常重要的。其实,你根本不用考虑被面试者的水平是否比你高,面试官天然地就占有心理优势。被面试者除非是不想要这份工作了,否则必然会显得毕恭毕敬。他们通常会本能地以为面试官一定比他们技术更好,阅历更丰富。面试得多了,随着经验越来越丰富,我也越来越自信了。现在,即使是博士生的导师来了,我也敢面。

面试官需要谨慎,尤其在面对个人隐私、政治观点和宗教信仰等敏感话题时更要小心。例如,作为男性面试官,如果在面试一位女生时问她“有没有男朋友”,对方很可能会误以为我心怀不轨。所以,这类问题是绝对需要回避的。

然而,有时候,被面试的学生因为缺乏经验,会提一些让人措手不及的问题。有一次,我面试一位女生,临近结束时,我按惯例问她:“你还有什么问题想问我吗?”没想到她想了想,问道:“你有女朋友吗?能不能讲讲你的恋爱经历?”她的话让我不知所措,之前做准备时,并没有预料到会有这种问题,一时不知道该如何应对。更糟糕的是,我的窘态被同事看在眼里,这件事后来成了大家的笑柄。

如果这种情况发生在现在,我会非常自然地回答:“我们最好不要讨论私人的问题,你可以问一些与公司或这次招聘有关的问题。”不过,学生们现在也越来越成熟,这种会招来负面影响的提问几乎已经绝迹了。

三、教训与反思

除了自己的经历,同事们的一些不太成功的面试故事也让我印象深刻。

有一次,一位同事在面试一位女生时,随口问她的兴趣爱好。女生回答自己擅长画画。同事一时兴起,说:“那你给我画幅肖像吧!”于是,这位女生拿起纸笔,现场作画。待她画完离开,同事拿起画纸一看,愣住了 — 纸上画的竟是一只乌龟。

我想,那位女生或许并无恶意,只是开了个玩笑。但她敢这么做,显然是因为面试官的话给了她“许可”。实际上,面试官让一名应聘软件工程师的学生即兴作画,本身就显得不够专业。面试时,适当了解应聘者的课余兴趣,可以帮助判断其性格特质,但深入到如此细节甚至浪费时间显然是跑偏了。更糟糕的是,如果应聘者误解了面试官的意图,可能会觉得自己被轻慢,进而对公司形象产生负面印象。

还有一次,几位研发部的同事到某所高校招聘。研发人员平时不太注重穿着打扮,这次招聘也延续了“随性”的风格,穿着普通便服去了。然而,当他们事后在该校的 BBS 上查看学生的反馈时,发现评价只有一个字 — “土”。

这个评论刺痛了大家的神经。学生们如今的审美要求,竟比我们这些“外企白领”还要高!虽说我个人很讨厌那些“只认衣服不认人”的人,尤其当他们还是未独立经济的学生时,但为了维护公司的形象,这种意见还是不得不重视。从那以后,我即便平时穿得再随意,去学校招聘时也一定会西装革履。毕竟,衣着得体不仅是对自我的尊重,更是对公司的责任。

高校的 BBS 曾是我们获取学生反馈的重要途径。在我刚开始参与招聘的头两年,BBS 上的评论常常让我哭笑不得。有的帖子狂妄至极,将招聘公司和面试官批评得体无完肤,就像前文提到的“土”字评价。然而,随着时间推移,有些学生意识到,面试官可能会看到这些评论,甚至可以从细节判断出发帖人的身份。于是,BBS 上开始出现另一类极端帖子,例如盛赞某某面试官“风流倜傥,玉树临风”。

这类帖子虽然显得讨好,但效果适得其反。对我们这些外企面试官来说,这种溢美之词非但不会加分,反而让人觉得矫揉造作。发这种帖子的同学,或许更适合去考公务员,进体制内发展。

我想提醒应聘的学生,若不想在面试官心中留下负面印象,最好在招聘结果公布前,对面试官保持低调的态度。即便是不带感情色彩的描述,也可能因“言多必失”而被误解。若想留下好印象,表现得积极主动即可,比如适时给公司打电话,礼貌询问招聘结果。这种直接的互动,往往比任何间接的评论更能展现你的诚意和职业素养。

四、细节与流程

前面主要介绍了一些不成功的经历。经过多次实践,我总结出一个相对成功的面试流程,从仪表到问题设计,每一环节都需要用心。

仪表

无论是外出招聘还是在公司内进行面试,面试官的穿着都很重要。如果是去学校招聘,应当穿着正式,这不仅是对应聘者的尊重,也是企业文化的一部分。相反,在公司内部进行面试,适当保持日常着装,可以让应聘者更真实地感受到未来的工作氛围。

需要特别注意的是,面试官的行为举止也应得体。不要有过分的小动作,例如挖鼻孔、抓头发,更别提像我听说过的极端例子——一边面试一边抠脚丫。这样的行为会直接破坏公司在应聘者心中的形象,甚至影响到招聘结果。

面试流程

一个好的面试流程通常包括以下几个步骤:

  1. 自我介绍:简单介绍自己的身份和公司情况,帮助应聘者缓解初见的紧张感。
  2. 营造轻松的氛围:可以通过给应聘者倒杯水、寒暄几句来拉近距离,例如问问他们的通勤方式或学校情况。
  3. 提问环节:分为一般性问题和技术问题,循序渐进,避免让应聘者陷入过度紧张。
  4. 结束互动:留出时间让应聘者提问,确保双方的信息交流是双向的。

关于面试的一般问题:现在,上网查一下,早有人把面试常见的问题和答案,分门别类整理好了,聪明的应聘者是会在面试前学习准备一下的。所以面试官也一定要学习准备一下,否则,你还没有被面试者有经验,如何能准确考察应聘者的能力呢。如果在面试的时候发现某些常见问题大家的回答都是千篇一律,就没有再问的必要了。面试官一定要预先准备一些还没被网上列出来的问题才行。

面试问题

如今,网上已经有大量面试常见问题及其“标准答案”,聪明的应聘者很容易提前准备。这就要求面试官在准备时避开这些千篇一律的问题,设计一些更具针对性、发散性的问题。例如,可以围绕应聘者简历上的经历深入挖掘,探讨他们的兴趣点、志向及动机。

技术问题应围绕应聘者的专业背景展开,避免局限于面试官擅长的领域。重点是了解应聘者在自身研究方向上的深度和主动性。以下是设计技术问题的一些建议:

  • 从应聘者的经验入手:首先了解背景,询问项目的来源、行业背景、竞争者的表现,以及是否存在其他解决方案。这类问题有助于考察应聘者对项目整体的了解程度,以及是否具备主动探索的意识;进一步可以询问项目的人员配置和分工情况,了解应聘者在团队中的角色,以及如何与他人协作完成任务;此外还可以要求应聘者详细说明自己负责的部分,包括其在整体项目中的地位、具体实现过程等。这些问题既能评估应聘者的技术能力,也能考察其表达能力、逻辑性和工作热情。
  • 解决难点与创新:重点关注应聘者在项目中遇到的最大挑战或技术难点,以及其解决方案。通过此类提问,可以深入了解应聘者的学习能力和问题解决能力。当应聘者提到某种解决方案时,面试官应追问是否存在其他可行的方案。这不仅能验证应聘者是否真正参与了问题解决的全过程,还能评估其思维的广度和深度。
  • 问题难度的层次性:从简单到复杂,逐步加深问题的难度。在面试最后阶段,可以设计一个难度较大的开放性问题,这类问题通常超出应聘者的准备范围。此环节的重点不在于答案的正确性,而在于观察应聘者的思路和解决问题的策略。在应聘者陷入困境时,面试官可适当提供提示,以进一步考察其应变能力和逻辑推理能力。

英语面试

在英语面试中,面试官必须具备足够的英语能力,能够与应聘者进行流利的对话。如果面试官对自己的英语水平缺乏信心,就不适合主持英语面试。

英语面试的问题设计应尽量广泛,以自然对话的方式展开,避免让应聘者有过多针对性准备。例如,可以询问应聘者的某段经历、最近读过的书、看过的电影,或对某些热门话题的看法。通过这种轻松多元的交谈方式,可以更真实地评估应聘者的英语表达能力、逻辑思维以及临场应对能力,而不局限于特定的语言训练模式。

这种灵活的面试形式不仅能够缓解应聘者的紧张情绪,也更有助于全面考察其语言水平和综合能力。

问题难度的把控

在任何类型的面试中,问题的难度都应该遵循由浅入深的原则。当观察到应聘者在某一难度级别已显示出明显的困难,或已确定其不符合岗位要求时,面试官应适时调整,避免继续抛出更具挑战性的问题。

持续的挫败感可能让应聘者产生被刁难的误解。因此,当应聘者遇到困难时,面试官应当适时给予引导和提示,但要注意语气和方式的把控。即便在揭示答案时,也应保持专业和谦逊的态度,避免任何可能被解读为炫耀的表现。

每一位应聘者都是公司的潜在伙伴或客户。即使最终未能达成合作,也应确保他们带着对公司的良好印象离开。

应对面霸和笔霸

对于没有通过筛选却主动要求参加面试或笔试的求职者(被称为面霸或笔霸),面试官们的态度往往褒贬不一。有人欣赏他们的勇气,视之为积极进取的表现;也有人认为这种行为缺乏礼仪,甚至可能影响到其他正常程序的应聘者。

就个人而言,我倾向于欣赏这种主动争取机会的精神。勇于尝试的人往往能获得更多可能性,这本身就是一种可贵的品质。因此,我愿意为这些人提供一次额外的面试或笔试机会。

然而,需要明确的是,最终的录用决定仍将建立在公平、客观的评估基础之上。历史数据显示,通过"霸面"或"霸笔"最终被录用的比例确实极低。这并非偶然 —— 他们最初未被选入正常面试环节,往往源于某些基本条件的缺失,这类根本性的差距很难通过一次额外的面试或笔试来弥补。

不过,从概率学的角度来看,不尝试的成功概率是 0,而主动争取即便只有 1% 的成功率,相较之下也是无限倍的提升。这或许正是"面霸"的普遍心理。

五、宣讲会

时间安排

宣讲会不宜安排得太晚,因为优秀的学生往往会被更早行动的公司抢走。如果安排得太早,很多学生可能还没做好求职准备,也不够理想。最佳时间是与其他公司保持同步,一般在高校招聘高峰期的 10 月底最为合适。由于我们公司人力有限,通常会优先在上海本地高校举办宣讲会,而前往外地时已略显滞后,导致部分优秀学生可能已被其他条件优越的公司提前录用。

宣讲会内容设计

宣讲会的内容需要兼顾企业的宣传和学生的兴趣点。公司通常希望突出自身的优势和产品,而学生则更关心员工的待遇和发展前景。这两方面内容缺一不可,且需要合理安排。

传统的宣讲会流程通常包括以下环节:开场时介绍主持宣讲会的公司代表;接着介绍公司的基本情况;随后详细说明招聘部门的职责和现状;然后明确招聘职位及其具体要求;最后讲解公司的薪资待遇和员工福利。虽然这种流程中规中矩,但如果想给学生留下深刻的第一印象,可以尝试更加吸引人的开场方式。

例如,宣讲会一开始可以通过提问与学生互动:“大家希望自己的第一份工作具备哪些特点?”随后列举几个吸引人的条件,例如出国培训、快速升职加薪的机会等,并告诉学生,“这些正是我们公司所提供的职位!”再通过详细说明公司的实力和优势,增强学生的兴趣和信任感。

在介绍公司时,展示自信尤为重要。你对公司的认可和信心会直接影响学生的信任程度。此外,适度的“自我包装”或幽默的“吹牛”也可以增加宣讲的趣味性。当然,研发人员的表达风格可能不如销售人员那般专业,但宣讲的关键在于让学生感受到公司对人才的重视与真诚,这才是成功的基础。

不宜公开谈论的问题

在宣讲会上,有两个学生最关心但公司通常不愿明确回答的问题。

第一是:薪资水平。许多公司提供的薪资待遇可能很有吸引力,但通常不会在宣讲会上直接说明。这主要有以下几个原因:

  • 竞争因素:明确的薪资信息可能被竞争对手利用,以稍高的待遇来吸引人才。
  • 个性化差异:新员工的薪资往往根据个人情况而有所不同,难以统一说明。
  • 心理预期:直接公开年薪可能带来负面效果。如果数字较低,学生可能对公司失去兴趣;而数字过高,则可能让学生觉得公司在“用钱砸人”或不够务实。

对于应聘者来说,如果急于了解薪资水平,可以通过网络或校友资源查询公司以往的薪资水平,至少能获得一个大致的参考范围。薪资细节通常会在签约环节具体沟通,因此不必在宣讲会上纠结于此。

第二是:招聘人数。尤其是针对本校的招聘名额,公司通常也不会明确说明。常见的回答是“人数未定,视优秀候选人情况而定”。虽然这类回答可能让学生感到模糊或不满,但这背后有其实际原因:

  • 避免消极影响:如果招聘人数过少,例如每所学校仅招两人,直接说明可能打击学生的积极性,甚至让部分人直接放弃申请。
  • 灵活调整:招聘人数往往受业务需求和人才质量影响,固定人数可能限制企业的灵活性。

以我们公司为例,我的研发部同事基本都来自于上海交大、复旦、清华、北大、浙大、东南、中科大这几个学校。研发部门每年在全国范围内也就招聘大约二三十人,并且由于公司总部在上海,本地学校的录取比例较高,而外地学校每校招收一两人已属不易。如果在宣讲会上明确说明这些数字,几百名在场学生很可能会认为竞争过于激烈,而不愿意尝试了。

其实对于学生来说,不必过于关注招聘人数,而应专注于展现自身能力和优势。优秀的学生应当相信:“即使公司只招一个人,那个人也会是我!”

必须明确的问题

对于应聘条件的要求,企业需要在宣讲会上明确说明,例如对学校、专业、学习成绩等的具体要求,以便避免双方浪费时间。

以我们公司为例,我们对学历和成绩有较高的要求,通常倾向于招收来自知名高校、成绩在专业前 10% 的学生。这种筛选标准可能会让部分学生觉得不公平,认为学习成绩或学校背景并不能完全代表一个人的能力。我个人也认同这种观点:一些没有名校背景,甚至未上大学的人,实际能力也可以远超名校毕业生。如果能够招到这样的人才,对公司的发展无疑是巨大的帮助。问题是,这类人才在未有显著成绩之前,往往很难被识别出来。绝大多数企业并没有足够的时间和资源去发掘和判断他们的潜力。学习成绩和工作能力虽然不能完全挂钩,但在存在一定程度上的相关性。对于企业来说,在有限的招聘时间里,只能依据候选人过去的学业表现来预测其未来的工作能力。这虽然并非完美的评估方法,但目前却是最有效且可操作的方式。

六、提高效率

成本和收益

招聘活动中最大的成本来自技术人员(尤其是工程师)的时间消耗。为了评估应聘者的技术水平并介绍公司研发部门的情况,工程师的参与不可或缺。然而,这类任务通常会干扰工程师的本职工作进程,导致项目延误,从而增加额外成本。这部分成本甚至可能占到整个招聘活动成本的 80%。

此外,还有一些直接的金钱支出,如外出招聘的差旅费、食宿费、场馆租赁费等。如果邀请外地的应聘者来公司面试,还需要承担他们的食宿和交通费用。这些支出虽然看似琐碎,但累积起来也是一笔不小的成本。

招聘活动的最大收益无疑是为公司吸引并筛选到优秀的人才,同时为企业注入新鲜的文化与活力。此外,还有一个常被忽视但同样重要的收益,即通过招聘活动,对参与招聘工作的工程师进行有效培训。 招聘活动还会在一定程度上提升公司的品牌知名度,但与前两项直接收益相比,这一收益的占比相对较低。

降低成本

要想优化招聘成本,首先需要明确哪些开支不能省、哪些环节可以优化。以下是一些建议:

  • 体面但合理的支出:差旅、食宿、场馆等支出与企业形象直接相关,因此不宜过于节俭。这部分费用通常占比不高,但影响较大,应保持适度体面。
  • 技术人员时间的高效利用:技术人员的时间成本才是招聘活动中最值得节省的部分。可以让工程师只参与关键环节,如技术面试或在宣讲会上解答技术问题。其他琐碎事务,例如日程安排、通知应聘者、食宿安排等,可以交由专职人员(如人力资源部)处理。

提高收益

要提升招聘活动的整体收益,关键在于以下几方面:

  • 充足的候选人池:通过前期宣传,让更多毕业生或求职者知晓宣讲会的时间地点和公司情况。
  • 合理安排时间:选择应届生求职高峰期作为宣讲时间,避免错过优秀候选人。
  • 精准的考核内容:笔试与面试问题需合理设计,能够准确反映候选人是否符合公司的岗位需求。这需要有经验丰富的面试官参与,并在招聘活动前对相关人员进行培训。
  • 事后总结和改进:招聘活动结束后,对整个过程进行全面总结,记录成功经验和需要改进之处,为未来提供参考。

培训机会

招聘活动不仅是企业吸引人才的机会,也是参与者个人成长的重要契机。以我自身为例,招聘活动中,我需要面向几百名学生进行宣讲,虽然开始时有些紧张,但这种当众发言的经历逐渐培养了我的表达能力。现在,我即便使用英语为公司总部的工程师们回报项目,几乎不会感到任何紧张。这种自信与从容,部分得益于我在招聘会上的演讲经验。

招聘活动也为工程师提供了项目管理的实际操作机会。作为一项跨部门合作的活动,招聘需要协调多个垂直部门,具备较高的组织和沟通要求。尽管高层管理者通常会直接指挥招聘活动,但他们往往没有足够时间关注所有细节,这就可能导致某些环节无人跟进,甚至遗漏必要的流程,例如经验总结。为此,公司可以为招聘活动指定一名正式的项目经理,全面负责活动的各项流程。这不仅能显著提升招聘效率,也为企业培养和考验项目管理人才提供了良好机会。


2009年05月4日补记:

《今日电子》杂志的编辑看到了这篇文章,邀请我将其发表在他们的杂志上。于是,我将整理后的文章提交给了他们,这也成为我人生中第一次通过写作赚取稿酬的经历。

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拔掉了横着长的智齿

· 阅读需 4 分钟

    一年前就打算要拔掉这颗智齿了。当时去看牙医的时候,医生发现我右下方本来该长智齿的地方只能隐约看到牙龈下面包着一颗牙齿。但现在他还没长出来,那肯定是长得不对了。于是去拍了X光片,发现那颗智齿原来是横着长得,顶在它前面的磨牙和下颌骨之间。

    这颗牙已经影响到其他的牙齿,因此医生建议我去拔掉它。我后来从别人那里了解到,这种完全被牙龈包裹住的牙,拔起来要动手术。而且嘴巴里动术是很容易引起发炎、感染的。所以虽然有了拔掉它的想法,却一直没有真的鼓起勇气。这次下定决心拔掉它,也是两个月前的事了,可是由于身体状态和工作的原因还是一直拖到了现在才拔。

    上海,口腔科最出名的是第九医院,据说徐汇牙防所也不错。不过我想我拔一颗智齿,也不是太严重的问题,稍好一点的医院,再找个专家门诊,应该就可以应付了。所以我最后是在中山医院专家门诊拔的牙。

    手术时,医生先是切开我的牙龈,这样,牙齿的牙冠部分就露出来了。然后用医生又用钻头把牙齿横着锯断,这样,牙齿的牙冠部分就可以被取出了。取出牙冠才能有空间顺着牙齿长的方向把牙齿的根部再拔出。

    手术还算是成功的。但是麻药的药效一过,嘴巴里就开始疼了。这种口腔手术比较讨厌,因为你总是要吃东西,所以伤口就一定会被细菌侵袭。一般,拔掉这种牙,口腔都会发炎,红肿。严重的还会感染,发烧。虽然医生给我开了消炎药,我的脸上还是有些肿,不过不严重。所以,总的来说,我对这次拔牙的结果还是比较满意的 :)

12月14日

    今天下午,到医院把线拆了。伤口恢复的不错。我术后状况在类似手术中是比较好的了。

    手术后第一天,伤口处最疼了,到了第二天就好了许多。但是由于还是比较疼,基本上拔牙后的头两天都不太想吃东西。当然我还是强忍着痛,吃饱了肚子的。

    手术完的当天下午,嘴巴就有点肿。第二三天是肿得最大的时候。不过我还好,不仔细看都看不出来。有些人会肿到像大馒头,还有高烧。我也没有发烧,说明自己体质还不错:)

    等到拔了牙之后的第四天,食欲就彻底恢复了。到今天,伤口处已经基本不疼了,只有碰到的时候才有感觉。所以今后的一个星期,刷牙、吃饭都还是要小心的。

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我的补牙经历

· 阅读需 4 分钟

    我是大概在3个月前补了一次牙。

    有一次我在吃包子的时候突然觉得牙被硌了一下,然后就一直觉得牙缝里塞了东西。是左侧上方的牙齿。

    两天后终于把卡在牙缝里的异物给弄了出来。仔细一看,是一块骨头。我当时吃的是菜包,那会有骨头呢?当时我心里就一颤,不好,可能是牙齿碎了。于是赶忙就跑到了医院。

    医生一看,果然是牙齿碎了。左上侧两颗相邻的大牙都被蛀了。医生说:牙上的洞还不算大,现在帮你不上吧。于是,就开始在我的牙上开始钻洞,补牙先要把已经坏死的牙组织去掉,并且钻出一个比较适合修补形状。

    可惜,给我看病的牙医水平真不怎么样。把我牙上的洞越钻越大。最后说:你这个蛀牙时间很长了,今天钻不干净了。于是他给我的两个牙里堵些药,我看了一下,主要成分是玻璃纤维,可能还有些消炎药。我听说严重的虫牙是要杀神经的,不知他又没有把我的牙神经弄死。

    两个星期后,我又回到了他那里。这次他先把上次的填充物清除,继续有把我牙上的洞钻大了些,直到所有被细菌侵袭的部分都被清除。然后才正式给我补牙。

    我的牙洞用的是银汞填充剂。这是一种由银、汞、铜和少量其他金属组成的混合物。这种混合物非常适合做牙齿填充物。因为这几种金属在刚刚混合时非常柔软,可塑性极强,可以轻易的塞满牙洞。而24小时后,混合物开始变得坚硬,不必担些它在咀嚼或刷牙时损坏。

    我唯一有一点担心的是汞离子是对人体有毒的,我上网查了一下。这种银汞填充物已经被使用了大约150年了,从来没有患者中毒的报告。这才放心了。也许汞原子不是那么容易变成离子的吧。

    不过故事到这里还远没有结束。医生说我这两个洞太大了。牙齿被钻得只剩下一层薄壁了,迟早会裂开,必须装牙套。除此之外,我还有两颗智齿需要拔掉,七八颗有严重契状磨损的牙齿需要补。惨哪!

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C# 中的接口与抽象类

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一、接口的定义

定义:接口是一个协定,定义类或结构间交互的标准。实现接口的类或结构必须遵守该协定。

简单来说,接口是一种明确的约定,用于规定类与类之间的交互方式。初次接触“类通过接口交互”时,可能会误以为接口只是类公开的方法。但实际上,接口是独立于具体类的定义,它为类之间的交互提供了一种抽象标准。

为什么使用接口?
直接让类与类交互似乎也可以完成任务,但接口的引入具有以下优势:

  • 抽象性:接口抽象了类之间的交互内容,便于逻辑分离,增强程序的可维护性。
  • 扩展性:通过为接口开发新实现,可以轻松扩展系统功能。
  • 约束性:接口定义了实现者必须遵守的规则,有助于减少耦合。

接口的特点

  • 接口只包含成员的定义,不包含实现。具体的实现由实现接口的类或结构提供。
  • 接口的成员包括:方法、属性、索引器、事件。
  • 注意:接口不包含字段。

接口不可更改:一旦接口发布,不能对其进行修改,否则会破坏现有代码。

示例代码:以下是一个接口的定义示例:

using System;

public delegate void Change(object sender, object eventArgs); // 定义一个委托

public interface IBroker // 定义股票经纪人接口
{
string GetRating(string stock); // 获取评级的方法(未实现)

decimal PricePerTrade { get; set; } // 定义每股价格的属性

decimal this[string stockName] { get; set; } // 定义索引器

event Change PriceChange; // 定义一个事件
}

二、接口与抽象类

在功能上,接口抽象类都有抽象定义的作用,但它们的使用场景和特点不同。以下是二者的对比:

特性接口抽象类
实现只包含成员的定义,不包含实现可包含部分实现或完全抽象定义
继承限制类或结构可以继承多个接口子类只能继承一个抽象类
适用场景为不相关的类提供通用功能定义密切相关的类之间的共同行为
功能粒度小而精练,设计小功能单元设计大功能单元
扩展性一旦发布不能更改,需通过新接口扩展可通过继承实现多版本扩展

使用建议:

  • 如果需要为多个类提供小而通用的功能块,选择 接口
  • 如果要定义一组紧密相关的对象行为,或需要为组件设计多个版本,选择 抽象类

三、接口的实现

接口的实现分为隐式实现显式实现

  • 隐式实现:类实现单个接口时可直接定义接口成员。例如:
    public class TestBroker : IBroker
    {
    public string GetRating(string stock) => "Buy";
    public decimal PricePerTrade { get; set; }
    public decimal this[string stockName] { get; set; }
    public event Change PriceChange;
    }
  • 显式实现:当类实现多个接口,且接口成员名称冲突时,使用显式实现。显式实现需通过接口的完全限定名。例如:
    public decimal IBroker.PricePerTrade
    {
    get { return pricePerTrade; }
    set { pricePerTrade = value; }
    }

完整实现示例:

public class TestBroker : IBroker
{
private readonly Hashtable hash = new Hashtable();
private decimal pricePerTrade;

public TestBroker(decimal initialPrice) // 构造函数
{
pricePerTrade = initialPrice;
}

// 隐式实现接口的方法
public string GetRating(string stock)
{
return "Buy";
}

// 显式实现接口的属性
decimal IBroker.PricePerTrade
{
get => pricePerTrade;
set
{
pricePerTrade = value;
PriceChange?.Invoke(this, value);
}
}

// 实现索引器
public decimal this[string stockName]
{
get => (decimal)hash[stockName];
set => hash[stockName] = value;
}

// 实现接口的事件
public event Change PriceChange;
}

四、接口的多态

当多个类实现相同的接口时,可以通过接口引用实现多态。以下示例展示了如何实现接口的多态访问:

public class InterfaceTester
{
public static void Main(string[] args)
{
ArrayList brokers = new ArrayList
{
new FirstBroker(7.21m), // 添加第一个实现接口的类
new SecondBroker(12.3m) // 添加第二个实现接口的类
};

foreach (IBroker broker in brokers)
{
broker.PriceChange += (sender, eventArgs) =>
{
Console.WriteLine($"Price changed to {eventArgs}");
};

broker["ABC"] = 15.55m; // 使用索引器
broker.PricePerTrade = 20.00m; // 设置属性
}
}
}

总结

  • 接口用于定义类或结构间的协定,适合提供小而通用的功能块。
  • 抽象类提供基础功能实现,适合设计关系密切的类之间的共同行为。
  • 接口的多态性可以通过接口引用实现,进一步增强代码的灵活性和可扩展性。
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《No Excuse!》读后感

· 阅读需 6 分钟

在二战结束后的几十年里,全球500强企业的高管名单中出现了一个令人惊叹的规律:约有1000名董事长、2000名副董事长,以及超过5000名总经理,皆毕业于同一所学校 - 西点军校。这所学校以军事教育闻名,却在商业领域同样影响深远,其培养出的领袖数量无人能及。

最近,我读了Ferrar Cape的著作《No Excuse!》(中文《别找借口》),书中系统总结了西点军校培养人才的核心哲学。与主流的商学院和 MBA 课程不同,西点军校的教育并非聚焦于“如何成为一名优秀的领导者”(将军),而是强调“如何成为一名优秀的执行者”(士兵)。然而,令人惊讶的是,正是这种专注于基础与责任的训练,塑造了诸如三位美国总统在内的无数杰出领导者 - 这一成就甚至远超许多以培养领导力为目标的学院。

优秀的士兵:没有借口,只有行动

Ferrar Cape 在书中强调,一个优秀的员工或士兵,应该是能够“自己解决问题,完成任务”的人。他们不会推卸责任,也不会质疑任务的可行性或必要性,而是专注于如何排除万难,实现目标。这种精神的经典案例来自于《致加西亚的信》中描述的安德鲁·罗文中尉。

美西战争期间,美国总统麦金莱委派罗文将一封至关重要的信件送给正在古巴丛林中领导游击队的加西亚将军。面对模糊的目标(连加西亚的确切位置都不知道)和种种困难,罗文中尉没有抱怨,更没有找借口,而是凭借毅力和智慧完成了这项艰巨的任务。他的行动成为了“执行力”的代名词。

《No Excuse!》传递的核心理念与罗文中尉的故事如出一辙:责任感是衡量一个人优秀与否的关键指标。在西点军校的训练中,“责任”是贯穿始终的主题。这种责任感不仅体现在任务执行中,更深深植根于学员的日常生活和价值观中。

从责任感到领导力:为什么西点军校如此成功?

西点军校的成功在于,它培养的是具有执行力和责任感的“士兵”,但正是这种基础素质,让这些人未来得以承担更大的责任,成为卓越的领导者。优秀的领导者首先是优秀的执行者,这一逻辑看似简单,却往往被忽视。

Ferrar Cape 认为,责任感的强弱决定了一个人能达到的高度。那些在工作中坚持对自己负责的人,往往能够脱颖而出,因为他们不仅是团队的中坚力量,更是值得信赖的合作伙伴。

理论的局限:理想与现实之间的距离

尽管《No Excuse!》的理论具有很强的启发性,但它并非毫无局限。书中所描述的责任感培养,建立在一个相对理想的环境之上 - 即一个人的晋升是基于工作表现,而非关系网、政治斗争或投机取巧。然而,在现实社会中,这样的环境几乎不存在。

真正成功的人往往需要在保持责任感的同时,学会平衡现实的复杂性。简单地“负责任”可能会让人在功劳面前被埋没,问题出现时成为替罪羊。因此,除了责任感,还需要智慧与策略。这不仅是为了保护自己,也是为了在错综复杂的职场中寻求真正的突破。

尽管存在局限性,《No Excuse!》仍然是一部令人受益匪浅的作品。它的核心理念 - 别找借口,全力以赴地完成任务,是一种任何行业都适用的成功法则。这种信念不仅能够帮助我们提升个人的执行力,更能启发我们重新审视自己的责任感。

无论你是刚踏入职场的新人,还是经验丰富的老将,这本书都能让你从中找到动力与方向。毕竟,责任感不仅塑造了卓越的士兵,也塑造了改变世界的领导者。

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Should Private Cars be Encouraged in China?

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My answer is YES. I have always dreamed of owning a personal car. Don’t you share the same dream?

Many people oppose private car ownership, citing issues like air pollution, noise, traffic congestion, and resource depletion. However, I believe these problems are not exclusive to automobiles. They are the byproducts of industrialization as a whole. If we were to avoid all such problems, should we regress to an agricultural society instead?

Rather than fixating on the drawbacks of cars, we should acknowledge their contributions and focus on our ability to solve the associated challenges. For example, some cars now use fuel cells instead of traditional gas engines, significantly reducing emissions. As technology advances, hydrogen may eventually replace gasoline, eliminating pollution from cars altogether.

It’s true that cars sometimes lead to traffic jams, but without them, people would be stuck in congested urban areas all day. While we might dream of a rustic lifestyle, living in the suburbs without a car can be incredibly inconvenient. Cars provide far more advantages than disadvantages, offering freedom, mobility, and convenience.

Moreover, the automobile industry can significantly boost our national economy, just as it did in the United States. As a cornerstone industry, it stimulates the development of mining, manufacturing, infrastructure, and other related sectors. It also creates countless employment opportunities. At a time when domestic demand is becoming increasingly crucial for China’s economic growth, private car ownership can serve as a powerful driver for demand expansion.

A private car is not just a mode of transportation—it symbolizes individual freedom and reflects a nation’s level of development. Encouraging private car ownership aligns with progress and modernization. There is no doubt that our government should support and promote the development of private cars.

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The “Only Child” Generation

· 阅读需 2 分钟

The majority of Chinese families now have only one child, thanks to the one-child policy that has been in place for nearly 20 years. By 2001, there were already 240 million “only children” in China—a population roughly equivalent to that of the United States. In the coming decades, this generation of “only children” will rise to become the elite of society, and their influence on the world remains to be seen.

As the sole child in their families, these children often receive more focused attention, and in some cases, indulgence. Parents strive to meet their every demand, sometimes at the risk of spoiling them. These children, often referred to as “little emperors”, face the danger of becoming over-pampered, self-centered, and unaccustomed to adversity.

Despite being the center of attention in their families, many of these children experience loneliness due to the absence of siblings. This loneliness can lead to various psychological challenges. While parents and classmates can provide companionship, they cannot fully replace the unique bond and role that siblings play.

Moreover, many “only children” struggle with transitioning into adulthood and assuming their responsibilities. Some older “only children” have already graduated from university but remain dependent on their parents. This generation often requires more time to adapt to the demands of their careers and independent living, largely because they were raised in a more sheltered and dependent environment.

A significant challenge looms on the horizon for these “only children”. As they age, married couples from this generation will face the responsibility of caring for four parents—and potentially even more grandparents. Without adequate preparation and systemic support, this situation could lead to serious social and familial strain.

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生物进化与软件演化

· 阅读需 26 分钟

作为一名软件工程师,同时拥有生物医学的研究背景,我对计算机科学与生物学都有着浓厚的兴趣。平日里,这两方面的书籍常常是我的读物。虽然这两门学科看似风马牛不相及,但它们的某些思想却能够相互借鉴、启发。这篇文章将分享进化论的相关理论如何影响了我的程序设计思路,以及在学习编程思想后对进化论的新认识。

一、基因突变与物竞天择思想在编程算法中的应用

计算机科学中有一门学科叫做遗传算法,它系统地探讨了如何将遗传与进化的思想引入计算机科学,比我的尝试要深入得多。不过,在正式接触这门学科之前,我曾经有过一些朴素的探索。

最初接触这个问题的契机是这样的:一个朋友刚学会了黑白棋(Othello),邀请我对战。虽然他是个新手,但我的水平更糟糕,总是输给他。于是我萌生了一个想法:既然下棋不行,那不如发挥编程的专长,写个程序来击败他。然而,问题在于我对黑白棋的规则和策略了解有限,怎么确保程序能比我更强呢?

黑白棋规则相对简单,基本算法容易实现。我最初的想法是让计算机模仿我的思路下棋,借助它的计算速度优势,理论上应该能比我强一些。但这还不够,我希望程序能通过某种方式自我学习、不断提升棋艺。这个想法受到了进化论中基因突变和物竞天择思想的启发:让不同的程序进行对战,淘汰表现差的,保留和优化表现好的,从而推动棋力的逐代提高。

我的方法是提取可能影响棋局胜负的参数,比如棋子的落点、每颗棋子周围的空格数量、己方可落子的数量、对方可落子的数量等等。虽然我对这些参数的实际作用心中无数,但参数一定要“宁多勿漏”,程序会自动筛选出那些有用的参数。这些参数可以看作程序的“基因”,不同程序的区别就在于这些参数的具体值有所不同。

接下来,我组织了几十个程序进行循环赛,并将成绩居于后半的程序淘汰;成绩靠前的程序保留它们的“基因”,还可以通过“基因重组”和“随机突变”等方式,调整参数的值,生成新的后代。如此一代代模拟进化,程序的棋力也随之逐步提高。

最终,这个程序经过一段时间的自我训练,成功战胜了我的朋友。这让我感到相当自豪!

然而,这种“进化式”程序设计也暴露了一些明显的问题,最主要的是效率低下。程序棋力的提升非常缓慢。这点其实不难理解,毕竟生物界花了数十亿年的时间才进化到今天的水平。即便我的程序效率远高于自然进化,想取得显著的进步也可能需要数百年的时间。

另外,每代程序的“种群规模”太小,仅有几十个样本。相比之下,生物界每代往往有几百万甚至几亿的个体,这样的大样本量才能提供足够的多样性。我的程序等于在“近亲繁殖”,甚至可能导致棋力一代不如一代。这两个问题的根源在于计算机的运算与存储能力有限。

遗传算法中提到的解决方案远比我的方法成熟,但也存在类似的局限性。对这一领域感兴趣的读者不妨深入研究相关书籍。

二、对进化论的反思

假如我基于基因突变和物竞天择思想设计的黑白棋程序,一直按照既定规则运行,经过几万年的演化,是否可能进化成能够下五子棋或者其他棋类的程序呢?这一问题引发了我对进化论的重新思考。

达尔文在《物种起源》中提出了两大核心假设:同源说和进化论。同源说认为地球上的所有物种都源于同一个最初的生命体,这一观点得到了较为广泛的认可,特别是在基因学和分子生物学的支持下。比如,人类与单细胞细菌之间也存在高度同源的基因,这为同源说提供了强有力的佐证。

然而,进化论,即通过基因突变和物竞天择解释物种多样性的假说,却从一开始便饱受质疑。虽然 DNA 的发现为进化论提供了一定支持,但仅凭基因突变与自然选择能否完全解释生物的演化仍存在诸多争议。

进化论主要依赖三大证据:比较解剖学、古生物学(化石记录)以及胚胎发育的重演律。然而,这些证据并非无懈可击。

  1. 比较解剖学 人类和猴子的骨骼结构高度相似,这是比较解剖学的经典证据之一。有人认为这是一种循环论证:人和猴子的骨骼相似是因为它们有共同的祖先,而为何有共同祖先的原因又归结于骨骼的相似性。然而,我认为骨骼相似本身是一种客观现象,无需证明,也无需与进化论挂钩。这一现象可以很好地支持同源说,但却无法解释生物演变的具体过程。

  2. 古生物学(化石记录) 按照基因突变理论,生物的演化应是一个缓慢而连续的过程。然而,化石记录却提供了截然不同的图景。大多数化石展示的是物种突然出现并长期保持稳定的状态,过渡类型的化石寥寥无几。例如,始祖鸟是为数不多的“过渡类型”化石之一,但与成千上万的物种化石相比,显得过于稀少。

更为显著的是所谓的“寒武纪大爆发”现象:在30亿年前至5亿年前的漫长时间里,化石记录几乎全部是单细胞生物。然而在5亿年前,各种复杂的多细胞生物似乎在一夜之间出现在海洋中。这种突发性和缺乏过渡类型的化石记录,更多地揭示了基因突变理论的局限性。

  1. 胚胎发育的重演律 重演律认为胚胎发育过程会重现物种的演化历程。然而,如果进化的驱动力是基因突变,原有的信息理应被替代或遗忘,那么胚胎为何会保留并重现这些信息?除非生物的演化并非完全依赖基因突变,而可能涉及更为复杂的机制。

回到文章开头的问题:如果让我的黑白棋程序持续进行基因变化,它能否演化为下五子棋或其他棋类的程序?答案显然是否定的。因为黑白棋程序的基因设定是专注于黑白棋规则的,在没有外界干预或新信息输入的情况下,它的“进化”只会局限在原有的范围内。这表明,“基因突变”并不足以解释复杂系统如何从无到有地发展出新的功能。

综合来看,进化论的三大证据在解释物种多样性时都存在局限性。尽管基因突变和自然选择无疑在演化中起到了重要作用,但将其作为唯一机制,可能无法全面揭示生物演化的真实过程。或许,探索其他未被完全理解的生物机制,才是进一步解答这些谜题的关键。

三、程序是如何“进化”的

虽然我的黑白棋程序无法自行进化成五子棋程序,但在我的干预下,这种“进化”却完全可行。

我的程序使用 C++ 编写。熟悉 C++ 的人都知道,即使是一个简单的程序,也通常会运用面向对象和泛型编程等思想,我自然也不例外。那么,如果我打算开发一个五子棋程序,应该如何着手呢?

黑白棋和五子棋有许多相似之处,比如棋盘的类型、棋子的基本属性等。如果从头重新创建一个五子棋程序,显然既费时又低效。

最直接的办法是复制原来的黑白棋代码,然后在此基础上修改。然而,这种方法存在明显的问题:代码冗余。两份程序会包含大量重复代码,不仅浪费资源,还会给后续的维护带来麻烦。比如,如果我优化了黑白棋程序的某部分代码,还需要手动将改进同步到五子棋程序中,这显然不够灵活。

得益于面向对象的编程方法,这个问题可以迎刃而解。我可以将黑白棋程序中的核心功能抽象为一个基类,并在此基础上派生出五子棋的类。五子棋中与黑白棋不同的特性和方法,可以通过覆写(override)实现。在这种设计下,基类的代码仍然存在,但被覆写的部分在五子棋类中将被替代或补充。

更有趣的是,某些基类的功能并不会因为派生类的覆写而完全消失。例如,子类的构造函数通常会先调用基类的构造函数,然后再执行自己的逻辑。这意味着,父类的一些特征和行为仍然能够保留,并在子类实例化的过程中显现出来。

这种基类与派生类的关系,很容易让人联想到胚胎发育的重演过程。在生物学中,胚胎在发育早期会呈现出某些祖先的特征,而随着发育的进行,这些特征逐渐被新的结构和功能取代。这与程序设计中基类的部分代码被派生类覆盖,却依然能够影响派生类的实例化过程有异曲同工之妙。

这种程序设计方式,不仅减少了代码的重复性,还保留了灵活扩展的可能性。就像生物演化中的“保守与创新并存”,程序设计也在继承已有功能的基础上不断发展出新的特性。

四、对生物的进化的反思

参考程序自动“进化”的规律,我们或许可以提出一种新的假设:基因突变仅能在同一物种的小范围内引起改良,而真正导致质的变化的,除了量的积累外,更多的可能是类似程序中“继承”或“重组”这样的基因操作。

现代生物学研究发现,高等生物的染色体中存在大量所谓的“无用”基因片段。这些片段虽然在当前看似不起作用,但它们可能在生物的进化历史中曾经扮演过重要角色。随着生物体获得新的基因片段,这些新片段可能具有与旧片段类似的功能,但表现出更高的优先级,从而抑制了旧片段的活性。

当新基因片段主导生物体的功能后,旧片段逐渐失去作用,成为看似“无用”的遗留。然而,这些片段并未被完全淘汰,它们的存在暗示着一种“历史记忆”,记录了生物在进化过程中经历的不同阶段。这一机制与软件开发中的代码继承有异曲同工之妙:旧的功能被保留但不再被调用,而新的功能覆盖了它们的位置。

那么新基因片段是从何而来的呢?有很多种可能性,比如:

  • 有性繁殖的重组:有性繁殖是基因多样性的重要来源。在此过程中,父母的染色体通过交叉和重组,形成了包含新组合的染色体。而在某些特殊情况下,可能会引入完全新颖的基因片段,从而为后代带来前所未有的功能。
  • 基因交换:在低等生物中,比如细菌,基因交换是一种常见现象。通过质粒转移或其他方式,细菌可以将自身的基因传递给其他个体,这种机制为基因创新提供了直接途径。
  • 病毒的作用:病毒能够将自己的基因插入宿主细胞的染色体中。在某些情况下,这些外来基因可能被宿主整合并表达,从而引入新的遗传信息。
  • 外部环境的输入:新基因片段可能通过饮食或环境途径间接进入生物体。例如,食物中的 DNA 在极特殊的情况下可能被吸收并整合进自身的基因组中。

从以上分析可以看出,生物进化并非完全依赖基因突变的随机性,而是一个更为复杂的过程。突变提供了变异的基础,但快速的进化可能更依赖于基因重组、新基因的引入,以及生物间的遗传信息共享。

这种进化机制与软件设计中的继承和扩展有相似之处:旧有的功能可以被继承和改良,新功能的引入则通过扩展实现。这种“保守与创新”的平衡,或许正是生物进化与程序设计的共同规律。

五、未来软件的发展趋势

生物用了 30 亿年的进化才发展到今天的复杂程度,而计算机软件仅仅发展了不到50年。尽管两者当前的复杂性尚无法直接比较,但在人类智慧的推动下,软件进化的速度可能远超生物进化。或许在未来百年内,我们就能看到具备自我完善能力的智能软件,其发展速度可能是生物进化的千万倍。基于这一思路,我们可以大胆预测,未来软件的发展也许会在某些方面与生物进化展现出类似的规律。

在维护大型软件时,处理遗留代码(legacy code)是一个常见的挑战。例如,我最近需要修改一段存在于公司大型软件中的老旧代码。这些代码风格极差,如变量名使用单字符表示、大量硬编码等。如果几年前的我,可能会直接选择彻底重写这段代码。然而,实践经验表明,这种做法往往得不偿失。

一个大型软件经过几十年的发展,可能有数百甚至上千人参与过开发,其代码之间交织着复杂的引用关系。贸然重写某段代码,极可能在功能上无法完全覆盖原有逻辑,进而引入更多的隐性bug。而这正如生物学中所谓的“无用基因片段”:它们表面上似乎没有功能,但实际上可能隐藏着潜在的价值或作用。

现在生物学上,研究基因片段功能的方法主要是,先把一段基因敲掉,然后看看他对生物体带来了什么影响。然而大多数基因被敲掉以后,却看不出生物体受到了明显的影响,这就是那些“无用”基因片断。这一是因为上面提到的基因有备份,备用基因会及时发挥作用,弥补缺失的基因的功能。还有就是很多基因的功能是和其他很多基因共同作用才能显现出来的,或者是在某些特殊情况下才会被显现出来的。这些基因的功能不是那么容易被观察到的,他们缺失了,或者被添加到一个本来不具备这种基因的生物体上,它们的潜在的影响或许要过很多年才能被发现。现在大家对转基因作物的戒心,这也是原因之一。(对转基因食物更大的担心可能是在于,被植入的基因片段不够稳定,更容易整合到人体基因中去,导致人类的基因被转化。)

对遗留代码的最佳处理方式,通常不是直接改写,而是通过添加包装层的方式进行优化。例如:

  • 如果原代码是一个简单的除法运算,没有处理除数为零的情况,最佳做法不是直接修改源代码,而是在其外部包裹一层新函数。新函数负责检查除数是否为零,若是,则进行错误处理;否则调用原代码执行除法。这种方法避免了对原代码行为的直接改动,同时确保新的功能可控且安全。
  • 如果需要改动的是一个类,则可以通过继承原有类,创建一个派生类。在新类中覆盖或添加所需的功能,而原有类保持不变。这样,旧代码的稳定性得以保留,而新功能通过扩展实现。

这一策略的缺点在于:会导致程序体积迅速膨胀。然而,随着存储成本的下降和计算机硬件能力的提升,程序体积不再是首要问题。维护效率和功能安全性将成为更重要的考量。

随着软件系统的规模日益庞大,完全消除bug几乎是不可能的。尤其在关键场景中,系统的任何故障都会带来不可接受的损失。在这种情况下,备份机制成为保障系统稳定性的最佳手段。硬件系统已经普遍采用备份策略,未来的软件系统也会逐步引入这一思路。例如,对于某些核心功能,软件可以采用双实现策略:由不同的开发团队设计两套独立的实现代码。在正常情况下使用其中一套,当出现异常时自动切换到备份代码。这一方法与生物基因的双拷贝特性非常相似。生物体内的基因通常成对存在,不仅是为了繁衍后代,更是为了在突变或损伤时提供冗余保障。例如,当一条基因出现缺陷时,另一条可以迅速接替其功能,确保生物体正常运作。

随着技术的持续发展,软件的进化将越来越表现出类似生物系统的特性:

  • 冗余与容错:通过多版本实现和模块化设计,软件将具备更高的容错能力。
  • 继承与扩展:老旧代码不会被轻易抛弃,而是在其基础上进行扩展和优化,形成可持续的演进路径。
  • 自我完善:在人工智能的帮助下,未来的软件可能具备自我优化和自我修复能力,实现从“人类驱动”到“自我驱动”的飞跃。

生物进化依赖基因的突变与重组,而软件进化则依靠人类的智慧和创新。当我们结合生物与软件的进化规律进行思考,也许会发现,两者最终的目标并不冲突:创造出更智能、更高效的系统,推动未来社会的发展。

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