【C/C++】手搓项目中常用小工具：日志、sqlit数据库、Split切割、UUID唯一标识

每日激励：“不设限和自我肯定的心态：I can do all things。 — Stephen Curry”

绪论​：
本章将写到一些手搓常用工具，方便在项目中的使用，并且在手搓的过程中一些函数如：日志 宏中的__VA_ARGS__接收可变参、SQLlit数据库的C语言接口、Split中string的使用，以及UUID中随机数的生成和数据范围的限制，全文10000字包含实现细节 和 源码 开始学习吧。后续还将持续更新，敬请期待！
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早关注不迷路，话不多说安全带系好，发车啦（建议电脑观看）。

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1. 日志打印工具

创建命名空间 mq；在mqdemo下创建log/log.cpp

封装一个日志的宏，通过这个宏打印，带上

• 时间-
• 文件名-
• 行号
• [12:21:22][文件名:行号]打开失败
• 文件名的宏：FILE、行号的宏：LINE

获取时间的函数 ：

头文件：#include <time.h>size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format,const struct tm *tm);
参数：
1. s：输出型参数，最终返回的时间放在此处
2. maxsize：最大的长度
3. format：时间格式（年月日 时分秒结构："%H%M%S"）
4. tm：当前的时间结构localtime：
一般要配合localtime函数来生成tm结构体（该结构体事用于生成所需的时间结构的结构体）
struct tm *localtime(const time_t *timep);struct tm {int tm_sec;         /* seconds */int tm_min;         /* minutes */int tm_hour;        /* hours */int tm_mday;        /* day of the month */int tm_mon;         /* month */int tm_year;        /* year */int tm_wday;        /* day of the week */int tm_yday;        /* day in the year */int tm_isdst;       /* daylight saving time */
};其中localtime还需配合time函数
头文件：#include <time.h>
time_t time(time_t *t);
得到time_t 的变量，当成localtime函数的参数，最终返回获取tm结构体

实现流程：

1. 获取time_t当前系统时间
2. 获取tm系统时间结构
3. 创建一个存放数据的缓冲区（第一个参数s）
4. 使用strftime函数进行获取格式化时间
5. 打印查看（Debug）
6. 定义宏
   1. 日志等级宏：
   2. DBG_LEVEL 0
   3. INF_LEVEL 1
   4. ERR_LEVEL 2
   5. DEFAULT_LEVEL DBG_LEVEL
7. LOG宏
   1. 参数：
      1. 等级
      2. format要打印的内容类型
      3. 可变参 （作用配合format实现类似于print："%s"，"666"的打印）
   2. 判断只有大于等于 DEFAULT_LEVEL 才进行
   3. 将之前写的 1 ~ 5 在LOG宏后面用括号包起来，并且用 \ 连接（\：作用是将末尾默认的换行去掉，确保宏是在同一行的！！！）
   4. 打印时间（[时间][文件:行号] format）
      1. 其中注意的是format可能有参数，对于可变参数来说，使用宏：##__VA_ARGS__来获取外部的变量（其中__VA_ARGS__是format附加的参数，而==##的作用是防止没有参数时报错==！）
   5. 其中在打印" “内部添加变量：用空格空开然后添加变量，后继续使用”"往后继续写
      修改：
      再LOG宏参数内部添加第一个参数lev_str，表示要传入的日志的等级，并且打印出来（同步也要修改下面）

再定义三种日志打印宏来真正给外部用户使用：

1. DLOG：内部调用 LOG("DEBUG","DBG_LEVEL",format,##__VA_ARGS__ )
2. LOGE：…
3. ELOG：…

项目操作（仿MQ）
最后将写好的日志工具放进mqcommon中logger.hpp
添加条件变量：
1.#ifndef __M_LOG_H__
2. #define __M_LOG_H__
3. #endif

日志源码

#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;#define DBG_LEVEL 0
#define INF_LEVEL 1
#define ERR_LEVEL 2
#define DEFAULT_LEVEL DBG_LEVEL#define LOG(level_str,level,format, ...){\if(level >= DEFAULT_LEVEL){\time_t t = time(nullptr);\struct tm* tm =  localtime(&t);\char s[1024];\size_t size = strftime(s,1023,"%H:%M:%S",tm);\printf("[%s][%s][%s:%d]\t" format "\n",level_str,s,__FILE__,__LINE__,##__VA_ARGS__);\}\
}\

#define DLOG(format, ...) LOG("DEBUG",DBG_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__)
#define ILOG(format, ...) LOG("INFO",INF_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__ )
#define ELOG(format, ...) LOG("ERROR",ERR_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__ )// int main()
// {
//     // time_t t = time(nullptr);//获取系统时间
//     // //为localtime创建变量
//     // struct tm* tm =  localtime(&t);//得到tm结构体//     // char s[1024];
//     // //生成格式化时间：使用strftime
//     // size_t size = strftime(s,1023,"%H:%M:%S",tm);//“%H%M%S” 小时:分钟:秒，存放到s中//     // printf("[%s][%s:%d]\n",s,__FILE__,__LINE__);//[时间][文件:行数]//     DLOG("DEBUG%s","aaa");
//     ILOG("INFO%s","aaa");
//     ELOG("ERROR%s","aaa");//     return 0;
// }

2. SQLite数据库

将之间写好的sqlit代码拷贝过来（见blog）并且带上条件变量（具体看该(blog)[]）

#ifndef  __M_HELPER_H__
#define  __M_HELPER_H__
#endif

将内部的打印改成日志模式。

SQLite数据库源码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <sqlite3.h>
#include <vector>
#include <cassert>
#include "loger.hpp"class  SqliteHelper{
typedef int (*SqliteCallback)(void*,int,char**,char**);public:SqliteHelper(const std::string& dbfile):_dbfile(dbfile),_handler(nullptr){}//int sqlite3_open_v2(const char *filename, sqlite3 **ppDb, int flags, const char *zVfs );
bool open(int safe_leve = SQLITE_OPEN_FULLMUTEX)//SQLITE_OPEN_FULLMUTEX默认就为串行化模式
{int ret = sqlite3_open_v2(_dbfile.c_str(),&_handler,safe_leve | SQLITE_OPEN_CREATE | SQLITE_OPEN_READWRITE,nullptr);//第一个参数是db文件路径//第二个参数是一个输出型变量，我们将sqlite的句柄传进去，获取open后db的句柄//第三个参数是文件打开的默认权限和方式 和 线程的安全等级//SQLITE_OPEN_CREATE： 不存在数据库⽂件则创建// SQLITE_OPEN_READWRITE -- 以可读可写⽅式打开数据库⽂件//第四个参数设为空即可if(ret != SQLITE_OK){ELOG( "创建/打开sqlite数据库失败：%s",sqlite3_errmsg(_handler));return false;}else{DLOG("打开成功");return true;}
}//提前设置 SqliteCallback ==  int (*SqliteCallback)(void*,int,char**,char**)回调函数
bool exec(const std::string& sql,SqliteCallback cb,void* arg){int ret = sqlite3_exec(_handler,sql.c_str(),cb,arg,nullptr);//if(ret != SQLITE_OK){std::cout << sql << std::endl;ELOG( "执行失败、查看错误信息: %s",sqlite3_errmsg(_handler));return false;}else{DLOG ("执行成功");return true;}
}bool close(){sqlite3_close_v2(_handler);//return true;
}private:std::string _dbfile;sqlite3 * _handler;
};

3. Split字符串工具类

项目操作（仿MQ）
在demo中创建split.cpp

size_t split 函数
参数：

1. 要分割字符串：str
2. 分隔符：sep
3. 分隔结果：result

分隔思想：

• 从0位置开始查找指定字符的位置，找到后进行分隔
• 从上次查找的位置后继续向后查找 指定字符 重复上述 过程

1. pos查找到的当前字符串分隔符的位置、idx当前字符串的首字符位置
2. 遍历字符串，使用find查找分隔符，给到pos
3. 判断是否结束 （若找不到pos == string::npos（结尾））
4. 没找到（表示直接结尾了）：直接使用substr截取到末尾，返回result的数量
5. 那么就是从idx开始，到pos - idx的长度截取（string::substr）
   1. 但注意分割符 连接起来时的情况（如以.为分隔符时字符串为：ab...c）：此时find查找到的 pos == idx
   2. 此时事没数据的就不用截取了 那么就直接：将 idx赋值为分隔符加上pos（跳到下一个要分割的字符串），然后直接continue循环。
6. 将idx赋值为分隔符加上pos（跳到下一个要分割的字符串）

测试方法：

注意：

stiring::find的使用（sep，pos）

1. sep要找的字符串
2. pos开始的位置

项目操作（仿MQ）
测试完成后：
创建StrHelper类
将spilt函数拷贝进去（改静态）

字符串分割工具源码：

#include <iostream>
#include <vector>/*** 返回分隔后字符串的个数* * str：要分割的字符串* sep：分隔符* result：结果 */
size_t split(const std::string& str,const std::string& sep,std::vector<std::string>& result){//将str 通过 sep 分隔//将结果全部存放到 resultint pos = 0 , idx = 0;//pos表示要分割的字符串的首位置,idx表示分隔符的下标while(idx <= str.size()){idx = str.find(sep,pos);if(idx == std::string::npos){//如果找不到就表示不需要分隔std::string tmp_str = str.substr(pos);std::cout << tmp_str << std::endl;result.push_back(tmp_str);//不写len，直接将所有都获取了return result.size();}//需要将出现连续分隔符的情况进行 特殊处理： news....music.#.pop 此处就 . 为分割符 就会出现连续的问题，而出现连续的时候，会截取到空字符串，就没必要if(pos == idx)//当出现连续时 pos 会等于 idx {pos = idx + sep.length();//注意也需要往前走哈continue; }std::string tmp_str = str.substr(pos,idx - pos);std::cout << tmp_str << std::endl;result.push_back(tmp_str);//len = idx - pospos = idx + sep.length();//}return result.size();
}int main(){std::vector<std::string> res;std::cout << split("news....music.#.pop",".",res) << std::endl;// for(auto& s : res){//     std::cout << s << std::endl; // }return 0;
}

4. UUID唯一标识生成器

UUID(Universally Unique Identifier), 也叫通⽤唯⼀识别码，通常由32位16进制数字字符组成。
（不用自增的数字做唯一标识码：因为有可能会越界重复的）
UUID的标准型式包含32个16进制数字字符（两位的十六进制数 最大 刚好为 = 1字节 = 255），以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符，如：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
在这⾥，uuid⽣成，我们采⽤

1. ⽣成8个随机数字（0~255），
2. 加上8字节序号，
3. 共16字节数组⽣成32位16进制字符的组合形式来确保全局唯⼀的同时能够根据后8字节序号来分辨数据（随机数⾁眼分辨起来真是太难了…）

生成思想：

1. 生成8个0~255之间的随机数（到255的意思就是生成1字节，那么8个就是8字节）
2. 加上一个8字节的序号
3. 通过以上数据，组成16字节的数据，转换为16进制字符，共32位

4.1 生成机器随机数类：random_device

头文件：#include < random >

学习使用：

//生成random_device类对象
std::random_device rd;//生成一个机器随机数（效率较低）
//直接通过对象rd()仿函数生成机器随机数
num = rd();

4.2 生成伪随机数类：mt19937_64

梅森旋转算法，效率就比机器随机数高许多
使用方法：
1. 构造时给到随机数种子：seed
2. 此处：结合random_device机器随机数生成种子、给到 mt19937_64 使用 生成对象gernator
3. 再通过gernator仿函数直接生成随机数。
具体如下图

4.3 限制数据范围uniform_nit_distribution类

1. 生成uniform_int_distribution类对象，构造时设置限制范围：0 ~ 255
std::uniform_int_distribution<int> (0,255);2. 要限制的数丢进仿函数中：将伪随机数放进去
distribution(gernator);//对gernator对象丢仿函数中进行范围的限制
//同样是使用了仿函数

实操如下图：

4.4 学习使用stringstream类生成16进制的数字字符

头文件：include< sstream >

//头文件：
include <sstream>
stringstream ss;
ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << distribution(gernator);
1. setw设置宽度：头文件：iomanip
2. fill填充，这样就能防止原本数字小于16时打印个位字符的情况，如：7 -》 07
3. hex：设置为十六进制
std::cout << ss.str() << std::endl;

这样就将1byte随机数变成了两位的16进制（再次重复：两位的16进制数最大 就刚好为1byte （ee = 15 + 15 * 16¹ = 255），所以将1字节的随机数变成两位的十六进制数）

实现唯一标识UUID源码：

项目操作（仿MQ）
demo/random 目录 random.cpp，创建函数random

目的：生成8-4-4-4-12结构的32个十六进制数字字符（16byte）

先生成前面8byte的随机数：8-4-4（刚好16位16进制数） ，再生成后8byte的序号：4-12

现在需要生成前8个，有了上面的基础

1. 使用伪随机数 ms19937_64（对象的伪函数生成）
2. 伪随机数种子使用机器随机数 random_device （对象的伪函数生成）
3. 在将生成的随机数 变成 16进制，并且保留两位，且补充0

那么就是循环8次，循环中设置条件当生成完第4、第6、第8个字符后打印-符号，这样就能生成前16位16进制数 8-4-4

具体如下代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <sstream>//输入输出流
#include <iomanip>int main(){
//创建机器随机数对象std::random_device rd;std::mt19937_64 generator(rd());//rd()仿函数生成随机数种子std::uniform_int_distribution<int> distri(0,255);//uniform_int_distribution是一个限制类std::stringstream ss;//使用str打印for(int i = 0; i < 8 ;i++){//循环8次生成前8bytess << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex <<distri(generator);if(i == 3 || i == 5 || i == 7){ss << "-";}//将生成的随机数丢给distri对象的仿函数中进行限制大小}std:: cout << ss.str() << std::endl;return 0;
}

再生成后16为序号数（4-12），其中是生成序号，所以需要保证其唯一性（所以在生成时需要使用原子类型，来实现原子性保证其不能出现重复的情况）

步骤如下：
使用类型 size_t = unsigned long = 8byte（64bit）

1. 使用静态的 原子类型< 无符号长整形 > seq(1)；//初始化为1，使用无符号长整形，因为刚好8字节
2. num = seq调用fetch_add(1);//实现自增，并给到变量num
3. 同样在循环生成8个（此处从后往前遍历，7 -> 0，这样才能打印方便观看的序号）
4. 同样设置2位，填写0、转成16进制、将num右移一个字节(i*8、每次获取num的前8位，第一个位置为0就不需要移动就能获取到前8位)、按位与上 0xff（保留最后8位）（注意优先级问题）
5. 再在生成第7个16进制后打印 - （来实现剩下的：4-12）

这样和前面的8-4-4拼接起来，就形成了：8-4-4-4-12的包含32个16进制数字字符， 最终所有代码合起来如下：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <sstream>//输入输出流
#include <iomanip>
#include <atomic>int main(){
//创建机器随机数对象std::random_device rd;std::mt19937_64 generator(rd());//rd()仿函数生成随机数种子std::uniform_int_distribution<int> distri(0,255);//uniform_int_distribution是一个限制类std::stringstream ss;//使用str打印for(int i = 0; i < 8 ;i++){//循环8次生成前8bytess << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex <<distri(generator);if(i == 3 || i == 5 || i == 7){ss << "-";}//将生成的随机数丢给distri对象的仿函数中进行限制大小}//实现后8byte的序号static std::atomic<size_t> seq(1);//初始值为1//静态原子的保证每次 进来 在之前序号的基础上继续size_t num = seq.fetch_add(1);//设置 自增长//同样事在num上操作//生成后面的 4 - 12，生成byte，16位十六进制// for(int i = 0;i < 8;i++){//     ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << ((num >> (i*8)) & (0xff));//     //其中 (num >> (i*8) & (0xff)) 的作用是：//     //首先：我们需要将num值每次取出8位，也就是1byte，也就是2位16进制（4位 = 1十六进制），所以每次移动8byte，其中我们拿第一个举例：移动i == 0 的 时候就是取前8为，当为1当时后，先右移1 * 8位，就能取到后面9 ~ 16//     // 然后 需要 按位与& 0xff，这里好理解，通过按位与操作，只取前8位//     if(i == 1 ){//分成 4 - 12//         ss << "-";//     }// }//上述写法虽然也ok，但是有点反人性（得到的序号是反过来的）不好看，解决也很简单我们就将循环遍历翻过来就哈for(int i = 7;i >= 0;i--){ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << ((num >> (i*8)) & (0xff));//其中 (num >> (i*8) & (0xff)) 的作用是：//首先：我们需要将num值每次取出8位，也就是1byte，也就是2位16进制（4位 = 1十六进制），所以每次移动8byte，其中我们拿第一个举例：移动i == 0 的 时候就是取前8为，当为1当时后，先右移1 * 8位，就能取到后面9 ~ 16// 然后 需要 按位与& 0xff，这里好理解，通过按位与操作，只取8位if(i == 6){//分成 4 - 12ss << "-";}}std:: cout << ss.str() << std::endl;return 0;
}

最终生成了32位十六进制数值的UUID唯一标识（扩展：该唯一标识若想跨主机使用，该唯一标识就还有一定的可能出现冲突问题，此时我们能在UUID 数值中再加上该主机的MAC地址（该地址一定是每台主机单独的），这样就能一定的保证唯一性）

项目操作（仿MQ）：
将上述函数摘出来，放进helper.hpp中，创建类：UUIDHelper，得到静态函数uuid()

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本章完。预知后事如何，暂听下回分解。

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