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字符串匹配的Boyer-Moore算法

**字符串匹配的Boyer-Moore算法** Boyer-Moore算法是一种高效的字符串匹配算法，由Robert S. Boyer和J Strother Moore在1977年提出。它通过从右向左比较模式串与文本，并利用两种启发式规则（坏字符规则和好后缀规则）来跳过不必要的比较，从而在平均情况下达到亚线性时间复杂度。 **算法核心思想** 1. 从右向左比较模式串和文本中的对应字符 2. 当发现不匹配时，根据预计算的信息尽可能大地滑动模式串 3. 使用坏字符规则和好后缀规则来确定滑动距离

2025-11-26 19:44:52

Python中的异步I/O多路复用：select、poll、epoll的原理与区别

**Python中的异步I/O多路复用：select、poll、epoll的原理与区别** **知识点描述** 异步I/O多路复用是一种让单个线程能够同时监听多个文件描述符（如网络套接字）的机制，当某个描述符就绪（可读/可写）时立即通知程序进行处理。在Python的asyncio底层，操作系统提供的select、poll、epoll是实现这一机制的核心技术。 **核心原理与演进过程** **1. 同步阻塞I/O的问题** - 传统方案：每个连接创建一个线程/进程 - 缺陷：线程切换开销大，

2025-11-26 19:23:23

操作系统中的进程调度算法：多级反馈队列调度（Multilevel Feedback Queue Scheduling, MFQ）详解

**操作系统中的进程调度算法：多级反馈队列调度（Multilevel Feedback Queue Scheduling, MFQ）详解** **1. 问题描述** 多级反馈队列调度（MFQ）是一种结合了多种调度策略优点的进程调度算法。它通过将就绪队列分为多个不同优先级的子队列，并允许进程在队列间移动，来平衡响应时间和系统吞吐量。其核心目标是：为短作业提供快速响应（类似SJF），同时避免长作业出现饥饿现象（类似FCFS的公平性），且无需预知进程的执行时间。 **2. 核心设计思想** MFQ

2025-11-26 17:51:56

操作系统中的系统调用拦截（System Call Interception）详解

**操作系统中的系统调用拦截（System Call Interception）详解** 系统调用拦截是一种在操作系统内核或用户层监控、修改或重定向系统调用的技术。它广泛应用于安全软件（如杀毒软件、入侵检测）、性能分析工具（如strace）、容器虚拟化（如Docker）等场景。下面逐步讲解其核心原理与实现方式。 --- ### **1. 系统调用拦截的基本原理** 系统调用是用户程序向内核请求服务的接口（如文件读写、进程创建）。拦截的核心是在系统调用执行前后插入自定义代码，常见

2025-11-26 16:10:26

操作系统中的系统调用拦截（System Call Interception）

**操作系统中的系统调用拦截（System Call Interception）** ### 1. 问题描述系统调用拦截是指**在应用程序调用操作系统提供的系统调用时，通过某种技术手段截获该调用**，并执行自定义逻辑（如记录日志、修改参数、权限检查等），再决定是否继续执行原始系统调用。这种技术广泛应用于安全监控、性能分析、沙箱机制等领域。例如，杀毒软件可能需要拦截文件读写系统调用来扫描病毒。 ### 2. 系统调用拦截的基本原理系统调用是用户程序与内核交互的接口，其执行过

2025-11-26 13:40:37

操作系统中的进程调度算法：多处理器调度（Multiprocessor Scheduling）

**操作系统中的进程调度算法：多处理器调度（Multiprocessor Scheduling）** ### 1. **问题背景** 在多核或多处理器系统中，多个CPU核心可同时执行进程，这要求调度算法不仅考虑进程优先级和公平性，还需解决**负载均衡**、**缓存亲和性**和**同步开销**等新问题。单核调度算法（如CFS、RR）直接应用于多处理器环境可能导致性能下降。 --- ### 2. **多处理器调度的核心挑战** 1. **负载均衡（Load Balancing）

2025-11-26 13:08:48

KMP算法（Knuth-Morris-Pratt）的next数组计算优化

**KMP算法（Knuth-Morris-Pratt）的next数组计算优化** **描述** KMP算法是一种高效的字符串匹配算法，其核心在于通过预处理模式串（Pattern）生成一个next数组（或称部分匹配表），用于在匹配失败时跳过不必要的比较。next数组的优化计算是KMP算法的关键步骤，旨在避免重复回溯，将时间复杂度降至O(n+m)。 **解题过程** 1. **next数组的基本定义** next[i]表示模式串P的前缀子串P[0:i]（长度为i+1）中，最长的

2025-11-26 11:07:22

二叉树的最近公共祖先（Lowest Common Ancestor, LCA）问题

**二叉树的最近公共祖先（Lowest Common Ancestor, LCA）问题** **问题描述** 给定一棵二叉树和两个节点p、q，要求找到这两个节点在树中的最近公共祖先。最近公共祖先的定义是：节点p和q在树中的最低（深度最大）的公共祖先节点。一个节点可以是自身的祖先。 **解题思路** 我们可以采用递归遍历的方法来解决这个问题。基本思路是：从根节点开始遍历整棵树，如果在当前子树中同时包含p和q，那么当前节点就是它们的公共祖先。我们需要找到深度最大的那个公共祖先。 **详细步骤*

2025-11-26 10:51:10

TCP的零窗口探测（Zero Window Probing, ZWP）机制详解

**TCP的零窗口探测（Zero Window Probing, ZWP）机制详解** ### 1. 问题背景：接收方窗口为0时的困境 TCP使用滑动窗口机制进行流量控制，接收方通过通告窗口（rwnd）告知发送方自己还能接收多少数据。当接收方缓冲区已满时，会发送**rwnd=0**的ACK，要求发送方暂停发送。但此时存在两个问题： 1. **发送方如何知道接收方窗口何时恢复？** - 如果接收方后续的窗口更新ACK丢失，发送方将永远等待。 2. **接收方窗口恢复后如

2025-11-26 10:13:56

操作系统中的进程同步：条件变量（Condition Variable）详解

**操作系统中的进程同步：条件变量（Condition Variable）详解** **1. 知识点描述** 条件变量是一种进程/线程同步机制，用于在多个线程间实现复杂的等待/通知逻辑。它与互斥锁配合使用，主要解决"等待特定条件成立"的场景——当某个条件不满足时，线程自动释放锁并进入等待状态；当条件可能满足时，其他线程通过通知机制唤醒等待的线程。 **2. 条件变量的核心作用** - **避免忙等待**：线程在条件不满足时主动休眠，而不是循环检查消耗CPU - **实现精准同步**：只在条件

2025-11-26 08:38:04

布谷鸟哈希（Cuckoo Hashing）的冲突解决与插入策略

**布谷鸟哈希（Cuckoo Hashing）的冲突解决与插入策略** ### 1. 问题描述布谷鸟哈希是一种解决哈希表冲突的动态算法，其核心思想是使用两个（或多个）独立的哈希函数和对应的哈希表。当插入新元素时，如果目标位置已被占用，它会“踢走”原有元素（类似布谷鸟的巢寄生行为），并将被踢走的元素重新插入到另一个哈希表的位置。这一过程可能递归进行，直到所有元素找到空位或达到最大迭代次数。 --- ### 2. 基本结构假设有两个哈希表 \( T_1 \) 和 \( T_

2025-11-26 07:50:52

操作系统中的内存管理：内存分配算法（连续内存分配）详解

**操作系统中的内存管理：内存分配算法（连续内存分配）详解** 连续内存分配是操作系统内存管理的基本方式之一，其核心思想是为进程分配一块连续的内存空间。下面我将从基本概念、分配策略、碎片问题到具体算法实现，逐步讲解这一知识点。 ### 1. 连续内存分配的基本概念 - **目标**：为每个进程分配一片连续的物理内存区域，用于存放其代码、数据和堆栈。 - **内存划分**：操作系统将物理内存划分为**系统区**（存放内核）和**用户区**（供进程使用）。用户区通过连续分配策略管理。 - **关

2025-11-26 06:32:06

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