iOS 摸鱼周报 #53 | 远程办公正在成为趋势

本期概要

• 话题：远程工作正在成为趋势
• 面试模块：CRC 实践应用：理论推导
• 优秀博客：App Extension
• 学习资料：一个大学生的学习计划
• 开发工具：一款由开源mpv 提供支持，适用于 macOS 的现代全能媒体播放器 IINA。

本期话题

远程办公正在成为趋势

随着疫情的影响，远程工作的趋势正在以更快的速度发展和普及。携程、爱彼迎、GitLab 等都先后出台政策鼓励员工远程办公，可以预见不久之后还会有更多公司支持常态化的远程办公。远程工作是一个很早就有的概念，它也天然适合互联网行业，那为什么却发展这么慢呢，可以简要对比下传统办公模式和远程办公各自的优缺点。

传统办公模式

优点是同事之间沟通便利、工作状态更沉浸、公司整体也更有凝聚力；如果公司福利好的话，像管饭、健身等都在增加其优势。

传统办公最大缺点就是通勤了，特别是离家远的话，每天两遍的通勤简直磨炼人的。因为必须到岗，个人的自由度，作息习惯也相应的受公司制度影响。

远程办公

最大的优点是赋予了个人很大的自由性。不仅省去了通勤，还能更顾家，像接送小孩等，也能很方便的排开时间去处理。自由度是否意味着幸福感可能还要因人而异，但这种模式确实把选择权交到了个人手里。同时其对公司也有很大好处，会节省很多管理成本。

缺点的话，从我的观察是远程办公会导致大家最多抱怨的是不知道吃什么😄。

还有一方面是它对效率的影响。这段时间北京疫情一直不稳定，我断断续续已经居家办公有一个月时间了。实际感受来看，在家办公的效率平均下来可能是在公司的 80% - 90%。这效率损失主要在两个地方，一是在家被琐事打扰的概率要比公司更高，二是投入度的影响，公司的环境所带来的沉浸感（大屏显示器）在家较难实现（也会因人而异）。

也是因为这些影响，不是所有人都习惯远程办公的，但这是由于强制远程带来的问题，那如果是否远程交到员工自己手里呢？可以再结合采取了远程办公的公司采取的制度来看这个事情。

携程代表混合模式，爱彼迎代表纯自由模式。爱彼迎比较彻底，永久灵活，但注意是灵活，个人还是有权力回归办公室的。携程的混合模式更像是纯远程和传统的中间态，既提供了一定的自由度，也有约束条件定期回归公司以维系归属感。携程这个是更偏探索的一种状态，感觉是一个值得推广的好案例，他们的调研发现远程之后整体工作效率不降反升。

如果一种模式即没有损失工作效果，又给与了员工一定的自由，那就是应该推行，希望远程办公的趋势能来的更快一些吧。

面试解析

整理编辑：Hello World

CRC 实践应用：理论推导

CRC 全称叫做循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check），是一种根据网络数据包或电脑文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数。常用于网络数据传输中的差错校验，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。

类似作用的还有 奇偶偶校验、累加和校验等

理论基础一：多项式运算

CRC是基于多项式运算实现的，计算机系统中需要传输的数据可以看做是二进制表示的，例如数值42（ 0x2A） = 0b 10 1010。二进制同时也可以改写成多项式格式表示（简化版）：0b 10 1010 = 2^5 + 2^3 + 2^1（这里将系数为 0 的项删除，并省略了每一项的系数 1）。

CRC 算法推到过程，可以参考《循環冗餘校驗-维基百科》简介部分：

1. 将数据转换成多项式格式，记作 M(x) 作为被除数。
2. 和接收方协定一个多项式记作 K(x)，作为除数 。专有名词被称为生成多项式
3. 二者做除法。最终可以表示为 M(x) * x^n = Q(x) * K(x) - R(x)。Q(x)看做是商，R(x)看着为余数。x^n 表示左移 n 位（等价于数据低位补 n 个零），n 的取值是生成多项式 K(x) 的位数 - 1。例如上面的 0b 10 1010 位数为 6，所以 n = 5。
4. 然后将 M(x) + R(x) 的和作为新的数据传输到接收端，接收端收到后再除以多项式 K(x)，如果余数为零说明数据没有修改，如果余数不为零说明  M(x) 部分有了变动，即数据发生了改变。

这里余数为零并不是绝对的表明数据没修改，存在数据改动后校验余数为零的可能，一般被称为误码率。也是衡量差错校验算法的指标之一。

实际编码中，K(x) 并不是随意选取的，而是使用一些已经规定的效率更高的多项式的值，根据 K(x) 位数不同，校验函数也命名不同，例如常见的 CRC-8、CRC-16、CRC-32、CRC-64等。

例如 CRC-16 对应的生成多项式 PLOY 为：（x^16 + x^15 + x^2 + 1），表示为 0b 1 1000 0000 0000 0101 = 0x18005。

理论基础二：模 2 除法

上面讲了多项式格式转换以及作用。那么模 2 除法是做什么的呢？

在第三步中提到两个多项式做除法，实际这里并不是采取普通的除法运算，而是模 2 除法，特点是在进行余数计算时，针对每一位的加减运算皆采用不进位 & 不借位思想。即:

0 - 0 = 0;
0 - 1 = 1;
1 - 0 = 1;
1 - 1 = 0;

是不是看着很熟悉，对的，其实模 2 除法中的位加减运算本质上是二进制的位异或运算（xor）。

CRC 直接计算法

基于以上两个理论，我们总结下 CRC算法的步骤：

1. 将要传输的数据用二进制形式展开，并选定一个生成多项式 K，K 的二进制长度为 W+1，则位宽为 W
2. 在要传输的二进制数据后补 W 个 0，并初始化寄存器值为零。
3. 用二进制展开后的数据以模 2 除法除以k，数据首位是 1 则商 1，为 0 则商零，最终计算得到的余数即为循环冗余校验和

根据上面的算法思想，我们这里通过一个计算实例验证：

上面的计算过程省略了商为 0 的余数计算，转换为程序逻辑代码如下：

#define CRC_WIDTH   3
#define CRC_POLY    0x9     // 1001b

// 这里是需要进行校验的数据
int data = 0xB1C;           // 0b 1011 0001 1100 
// 左移补 0 这里 W = 3
data <<= CRC_WIDTH;
// 初始化结果
int crc = 0;
//  依次针对每一 bit 位进行计算 总位数 = 数据位宽 + 多项式位宽
for(int shift_bit = DATA_WIDTH + CRC_WIDTH;  shift_bit >  0;  shift_bit--) {
    // regs << 1 目的是移除当前寄存器中最高位的值，使用剩余的bit 数据做计算，因为无论最高位是零或者 1，最终计算后都是 0，（最高位为 0 则商零 和 0 做异或， 为 1 则商 1 和多项式做异或，多项式最高位为 1 ）
    // (data >> (shift_bit - 1)) & 0x1是为了获取数据中指定位的值，  & 0x1是为了只取最低位的 1 bit ，示例 1011 就是依次取 1、0、1、1
    // 整句的目的是移除寄存器最高位数据，然后用待计算的数据补充
    crc = (crc << 1)  |  ((data >> (shift_bit - 1)) & 0x1);
    // 获取待计算数据的最高 bit 位是 0 还是 1， 如果商为 1 则需要 xor 异或计算，
    if(crc >> CRC_WIDTH & 0x1)    {
        crc = crc ^ CRC_POLY;
    }
}

CRC 直接计算法看上去就像在循环消除被除数的首位数据，每一轮计算都可以消除最高位 bit 值，得到余数后，继续计算消除首位。直到无法求商时，最终的余数值就是 CRC。

该思路虽然简单，但是如果需要被检验的数据很大时，每一个 bit 位都需要进行移位 & 异或操作，占用系统运算资源且相对速度慢。所以为了优化效率，采用空间换时间的思路。也就是驱动表法

进阶一 驱动表法（查表法）

驱动表思路是一次性计算好多位数据的 CRC 值存储在表中，使用时直接用对应位数的数据和表中的 CRC做异或。

由于计算机系统中一般以字节为最小数据单位，所以 CRC 表一般以 8 bit 作为最小生成单位，该思路利用了异或结合律(A Xor B Xor C = A Xor ( B Xor C ))。

示例表位宽简化为 4 bit 如下所示：

观察选中内容两种计算顺序，针对0b 1011每一位数据计算余数的结果和先进行除数的多次异或，然后再和数据 0b 1011异或的结果是一致的，驱动表就是这样实现的，提前计算初始化1011的余数值并存入表中，可以实现该值的重复利用，以空间换取后续同样数据的计算时间。

表的生成代码如下(以一字节为例)，8 位二进制可以表示的数据范围为 0 ~ 255，针对每一个数据生成对应的 CRC 表：

#define CRC_POLY    0x11C
static uint64_t crc_table[256];

for (int i = 0; i < (1<<8); i++) {
    uint64_t crc = i;
      /* 每一字节数据都需要计算 8 次以求取 CRC 的异或值 */
    for (int j=8; j > 0; --j) {
        if (crc & 0x80)  /* 判断最高位是否为1 决定商 1 或者商 0 */ {
            /* 最高位为1，不需要异或，往左移一位，然后与 CRC_POLY异或 */
            crc = (crc << 1) ^ CRC_POLY;
        }
        else {
            /* 最高位为0时，不需要异或，整体数据往左移一位 */
            crc = (crc << 1);
        }
    }
    crc_table[i] = crc;
}

使用 CRC 表计算数据，当前数据最高位字节作为查表的索引，reg 专业名词叫做寄存器，可以理解为一个双字节的滑动窗口，初始值为 0，沿着数据字节链每次移动一个字节。

计算步骤如下：

1. register左移一个字节，从原始数据中读入一个新的字节到寄存器的低字节位。
2. 利用刚从 register 移出的高位字节作为 index 定位 table 中的一个 CRC 值，因为生成时也是以该数据计算的 CRC 值。
3. 把这个 CRC 值 XOR 到 register 中组成下一次计算的新的数据，此时最高位的字节已经被消除。
4. 如果还有未处理的数据则回到第一步继续执行。

代码示例：

unsigned char   buff[] = {0x31, 0x32, 0x33, 0x34};
unsigned int    len  = sizeof(buff);
unsigned char   *pointer;
unsigned int    regs;

pointer = buff;
regs = 0;

// 在数据长度内迭代计算 CRC
while(len--){
    //  (regs>>8)&0xFF 是为了获取寄存器中的高位字节数据
    // (regs<<8)|*pointer++ 操作时将寄存器高位字节移除，然后寄存器低位字节数据用我们需要计算的数据补充，相当于一次滑动操作。
    regs = ((regs << 8) | *pointer++) ^ table[(regs >> 8) & 0xFF];
}

// 处理数据需要扩展的多项式位宽的补位数据，扩展的数据都是零, 根据 CRC_POLY    0x11C 扩展了 8 bit位一个字节
for(int i = 0;  i< 1; i++) {
    regs = (regs << 8) ^ table[(regs >> 8) & 0xFF];
}

驱动表法和直接计算法在思路上是很类似的，都是在循环的消除高 bit 位或高位字节的数据。

以上是 CRC 的一个理论推导过程，下期周报将以 OOMDetecor 中的实例讲解实际应用中的变体操作有哪些。

• 【脑冻结】CRC我就拿下了^[1]
• 不要跑，CRC没这么难！（简单易懂的CRC原理阐述）^[2]

优秀博客

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1、iOS - App Extension 整体总结^[3] -- 来自博客园：俊华

@我是熊大：本文比较全面的介绍了 App Extension 的种类以及使用方法，平时不怎么使用的 Extension 竟然有十几种。通过此文应该能对 Extension 有个整体的了解。

2、App与Extensions间通信共享数据^[4] -- 来自博客：杨萧玉

@我是熊大：本文利用 WatchKit Extension 实现了 App 与 Watch 之间的通信，介绍了Containing app 与 App Extension 之间如何进行通信和数据共享。

3、Photo Editing Extension 详解^[5] -- 来自博客：colin

@我是熊大：本文通过一个 Demo 演示，介绍了 Photo Editing Extension 如何开发。

4、iOS14 Widget小组件开发(Widget Extension)^[6] -- 来自简书：Singularity_Lee

@我是熊大：iOS14 之后出现了非常重要的 Extension，这就是 Widget，桌面小组件，本文十分详细的介绍了如何开发Widget，如果你也有开发需求，推荐阅读。

5、揭秘 iOS App Extension 开发 —— Today 篇^[7] -- 来自简书：Cyandev

@我是熊大：在iOS14之前，是没有桌面组件的，那时候叫做 Today Extension，但在 iOS14 之后，这个 Extension 已经被 Widget 代替。本文借助一个 todo 的 Demo，介绍了 Today Extension。

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文章保证：阅读完全文会让你拥有轻松解决以下问题的能力：在真机上跑自己的iOS项目、iOS开源库以及公司的iOS项目。另外，文章的终极目标是让你在遇到任何 iOS 签名相关问题时，都能够让问题快速解决。

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整理编辑：zhangferry

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这里将定期记录着一些与Sakura师傅以及一群小伙伴共同学习的内容与进度。是一篇学习汇报，内容包括但不限于C++ STL、编译原理、LLVM IR Pass代码优化、CSAPP Lab、uCore操作系统等等。持续更新ing...

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