magic number

Magic number,即幻數,它可以用來標記檔案或者協定的格式,很多檔案都有幻數標誌來表明該檔案的格式。 例如Windows作業系統可執行程式的開頭標記一般為MZ,這是一種源於磁碟作業系統時代的格式。

計算機中的含義

rar壓縮檔檔案的開頭有[Rar]三個字元,zip文檔開頭為[ PK] (包、外語全稱: P ac K

可以用記事本(或者Ultra Edit)直接打開以上檔案類型的檔案,查看開頭的幻數。

套用

一般而言,硬碟數據恢復軟體(如 EasyRecovery),就是靠分析磁碟上的原始數據,然後根據檔案幻數來試圖匹配檔案格式,從而嘗試識別出磁碟中那些已經從檔案系統登記表中刪除的檔案(真實的檔案內容可能沒有被覆蓋)。但是這種方法不是100%精確,因為磁碟中數據的隨機性也很大,很多沒有意義的字元串,可能被誤認為是有效的幻數,從而造成恢復出無效/錯誤的檔案。

(可以在EasyRecovery中自己定義檔案的幻數然後讓它幫你回復,不過常用的檔案格式它都有記錄)

通常在套用開發中,檔案讀寫也可能使用檔案的幻數。例如讀取檔案時,用它來判斷檔案的格式是否匹配.如果不匹配則報告錯誤不處理檔案,或者嘗試讀取檔案的幻數標記來識別。

常見的例子。例如,把一個bmp圖像檔案的擴展名改名為png,可能有些圖像瀏覽/編輯軟體提示:類型錯誤,載入失敗,但是有的軟體卻可以識別並讀出,並提示格式跟擴展名不匹配。

程式開發中的含義

在原始碼編寫中,有這么一種情況:編碼者在寫原始碼的時候,使用了一個數字,比如0x2123,0.021f等,他當時是明白這個數字的意思的,但是別的程式設計師看他的代碼,可能很難理解,甚至,過了一段時間,代碼的作者自己再看代碼的時候也忘記了這個數字代表的含義。於是感嘆,

雖然不知道這個數字是乾什麼用的,究竟代表什麼,但是編譯後的程式可以正常運行,真是 魔術般的數字

幻數即源於此。

幻數的這個含義跟上一個不同,這個通常含貶義。因為在編程中使用幻數是不好的習慣,開發中應當儘量避免。

幻數的兩大弊端:

一、代碼可讀性差,例如

如果沒有說明,很難猜到那個2.13f的含義,假如它代表加速度,那么修改如下:

這樣對於代碼閱讀者來說更好理解。

二、修改不方便,例如

暫且不說0xFFFFFFFF代表的含義,如果程式中很多地方使用了統一的一個常量,如果要修改值的時候很麻煩,也容易出錯。可能有遺漏等等諸多問題。

同樣可以改為如下:

這樣程式代碼不僅便於閱讀,而且要替換他的值,只需要替換一次就好了。

解決魔術數字的方法主要是將這些數字定義為常量,或者枚舉類型,或者使用編譯器的宏定義(如C/C++的#define)

魔術數字在程式開發中還有一個用途(這個時候它是中性詞),就是作為 調試符號,便於觀察和調試程式中出現的錯誤。

舉一個常見例子,windows下的程式設計師在調試程式時候,如果報錯,可能對如下數字(地址)比較熟悉:0xcdcd,0xcccc等。

0xcdcd 是微軟的C++ Debug 運行庫 為沒有初始化的堆記憶體所做的標記,例如malloc分配出的記憶體,其內容可能全部都是0xcdcd。由於0xcdcd的編碼,解釋為中文的話為 ,所以windows下的程式設計師,windows用戶應該對 屯屯屯屯屯屯 這樣的字元串並不陌生。

0xcccc同樣是微軟的運行庫為未初始化的棧空間所做的調試標記。

類似的還有 0xFDFDFD, 0xFEEEFEEE, 0xDEADDEAD, 0xABABABAB

這些都是微軟用到的幻數,在win32下程式調試的可以參考,但是不能在程式開發的代碼中使用,原因很簡單,這個跟平台,運行庫和編譯模式有很大關係,只是為了調試所設定的標記,僅此而已。

其它平台也有很多幻數,例如著名的0xDEADBEEF (dead beef)

如果自己需要編寫記憶體管理模組,使用自己的幻數也可以很方便的做為調試所用。

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