聊聊编程中的|聊聊编程中的 “魔数”

大家好,我是鱼皮,无意间在网上看到了这么一张图:
聊聊编程中的|聊聊编程中的 “魔数”
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刚看到这段代码时,我是比较吃惊的,作者竟然使用了一个英文单词 deadbeef 来定义宏常量!
我本来以为只是一位幽默的程序员的小玩笑,但后来查阅资料才知道,上图的这段代码竟是 C++ 的 hash_map 源码!而作者使用这个特殊的英文单词也是 “别有用心”。
deadbeef 的英文直译是死牛肉,但在编程领域中,它却有更深层的含义。给这个单词加上 0x 、再转换为大写,就得到了一个典型的十六进制数字:0xDEADBEEF。这个数字经常用来标识新分配但是还未初始化的内存;在嵌入式系统中,也常常用它来表示程序崩溃或者出现了死锁,比如运行在 32 位 PowerPC 处理器上的 IBM RS/6000 系统、Mac OS 系统。
那我不禁感到好奇,为什么选择了这样一个单词,而不是 “FishPi” 之类的(开个玩笑,16 进制最多到 F)。
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到网上查了一会,得到的结论竟然是:没什么理由,它是一个 “魔数”!
【聊聊编程中的|聊聊编程中的 “魔数”】所谓魔数,就是毫无理由、凭空出现、也不需要去解释其含义的常量。就是这么任性!
除了 deadbeef 外,我还百度到了很多魔数,比如:

  • 0xBAADF00D ("bad food" 烂饭) 被微软的 LocalAlloc(LMEM_FIXED)使用,在使用调试堆时指示未初始化的已分配堆内存
  • 0xDEADC0DE ("dead code" 死码) 在 OpenWRT 固件中用作标记,在静态固件的末尾表示要创建的 jffs2 文件系统的开始
  • 0xDEAD10CC ("dead lock" 死锁) 用于表示 iOS 系统的闪退报告
是不是感觉很神奇?也许这就是程序员的浪漫吧。
看到这里,我忍不住了,也去写了几个魔数,大家来猜猜看是什么意思:
redisLock.lease(86400); if (fileSize > 1073741824) { ...doSomething } if (num > 2147483647) { printf("you lose"); }

这几个值都是我们写代码时经常用的,84600 = 3600 * 24 表示一天;1073741824 = 1024 * 1024 * 1024 表示 1 GB;而 2147483647 是 Java 等编程语言中 int 类型的最大值。
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我把这些代码拿给我朋友一看,他嘲笑道:人家大佬写的魔数叫魔数,而你写的,只能叫烂代码。
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的确,除非是上面那些大佬 / 前辈公认的、约定俗成的魔数外,我们在平时写代码的时候,尽量不要使用魔数,它会严重影响代码的可读性。我们可以通过定义常量来给这些魔数加上 “注释”,比如:
int ONE_DAY = 86400; int ONE_GB = 1073741824; int MAX_INTEGER = 2147483647;

这样就清晰很多了,也减少了我们输入错误的风险。
除了上面提到的魔数外,我还在网上看到了一些有实际意义的魔数,比如现代 3D 游戏之父约翰·卡马克在雷神之锤中的魔数:
i = 0x5f3759df - ( i >> 1 );

完全不敢相信,上面这行代码竟然可以快速计算一个数字的平方根的倒数!
在网上一查,还有很多论文专门研究这个东西:
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不得不感叹编程的魅力、数学的魅力啊!什么时候,我也能创造一个人尽皆知的魔数呢?
“喂,鱼皮,别特么做梦了,来搬砖!”
“来了来了,我再给你写几个魔数(烂代码)!”
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最后,鱼皮开了个编程学习圈子,里面有几千名学编程的小伙伴,我会在里面直播带大家做项目~ 指路:http://dogyupi.com

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