c语言基础学习08_关于内存管理的复习
=============================================================================对于c语言来讲，内存管理是一个很重要的内容，它与指针是息息相关的，因为内存的管理都是通过指针来实现的。-----------------------------------------------------------------------------如果一个变量，它处在所有的代码块之外，那么它的生命周期就是和整个程序是一起的，程序启动的时候它就出现了，程序退出时，它才终止。如果一个变量，它处在代码块之内，那么这个代码块执行的时候它才出现，代码块执行完成后，它才消失。-----------------------------------------------------------------------------auto int i = 0；auto变量(自动变量)是在内存的栈里面，它是一个临时的变量，只有执行代码块的时候，它才会入栈，代码块执行完后，它才出栈。 static int i = 0；static变量(静态变量)是在内存的静态区里面，整个程序运行期间，该变量都存在，而且静态变量只被初始化一次。 例如： int i; for (i = 0; i < 5; i++) { static int a = 10； //定义了一个静态变量。 a++; printf("%d\n", a); } 输出结果为： 11 12 13 14 15 -------------------------------------- int i; for (i = 0; i < 5; i++) { auto int a = 10； //定义了一个自动变量。 a++; printf("%d\n", a); } 输出结果为： 11 11 11 11 11 -----------------------------------------------------------------------------在代码块之外的变量都是全局变量，那么如果加了static后，依然是全局变量，但是此时变量的作用域局限在定义这个变量的文件内部。它其实还是放在静态区的，只是外部不能访问而已。 同时函数前面也可以加一个static，如下所示： void test() //没有static，默认该函数是全局的。{ ;} static void test1() //这个函数只能在定义这个函数的文件内被调用。{ ;}注意：函数前面加static和本身的静态区没有任何关系，因为所有的函数都放在代码区，而静态区里面放的只是变量而已，不会放函数本身。 即：static放在函数的不同位置对于c语言来讲它的意义是不一样！-----------------------------------------------------------------------------extern int a; //这句话的意思是：a已经定义过了，这里只是声明。 extern void test(); //这句话的意思是：函数test已经定义过了，这里只是声明。void test(); //对于函数来说，没有extern和 有extern 对于c语言是一样的。(c语言里面一个不太好的地方) extern int a; //这句话的意思是：明确的声明了一个变量，一定不是表示定义一个变量。int a; //这句话的意思是：如果这个变量已经定义过了，这里就代表声明；如果这个变量没有定义过，这里就代表定义。 //即：不能确定它是定义还是声明。也即：出现了二义性，比较含糊。----------------------------------------------------------------------------- 在一个程序加载进内存的时候，操作系统会把不同类型的数据加载进不同的区域里面，例如： 代码区：可执行代码加载进代码区；比如：所有的函数。 静态区：所有的静态变量和全局变量都加载进静态区。实际上静态区是一个综合区，它会分很多子区，其中很多常量也是在静态区另外一个区里面放的。 常量和普通静态变量有什么区别呢？ 不同点：常量也是在程序运行当中一直存在的，但是常量是只读的，普通的静态变量是可读可写的。 相同点：他们的生命周期是一样的，整个程序运行的时候他们会出现在内存里面，整个程序执行完成以后他们才从内存里面消失。 栈区：栈是一种先进后出的内存结构，所有的 自动变量、函数的形参、函数的返回值 都是由编译器自动放入内存的栈中。 当一个自动变量超出其作用域时，会自动从栈中弹出。 栈区特点是：函数调用时栈出现，函数结束时栈消失。 堆区：堆和栈一样，也是一种在程序运行过程中可以随时修改的内存区域，但没有栈那样先进后出的顺序。 堆是一个大容器，它的容量要远远大于栈，但是在c语言中，堆内存空间的申请和释放需要手动通过代码来完成。-----------------------------------------------------------------------------c、c++会用到堆和栈，但是需要去手动维护。c#、java也会用到堆和栈，但是不需要去手动维护。因而付出的代价是：不能够选择你到底使用的是堆还是栈呢。 作为一名使用者，使用c#、java语言，它们已经给你规定好了，有很多类，有很多对象，你尽管拿来用，但是它们这个类或者对象在哪里，我们不知道。我们也不需要知道，它们也不让你知道，我们就算知道也没用，因为我们也管不了，也处理不了。但是对于c语言，我们可以任意去控制这个变量是出现在栈还是堆里面。 而且c语言还比较简单，因为它所有的都是变量。而c++和java还有对象，在c++里面可以指定你的对象在栈里面还是在堆里面，即可以选择效率最高的方法来使用对象，而在java里面所有的对象都是出现在堆里面的。 这就是c和c++语言的魅力所在，以及它们做操作系统的原因之一，因为它们可以自由的控制内存中的每一个字节。-----------------------------------------------------------------------------用递归代码实现栈的先进后出效果（递归的过程是典型的先入栈后出栈过程） linux下示例代码如下： 1 #include <stdio.h> 2 3 //用递归代码实现栈的先进后出效果（递归的过程是典型的先入栈后出栈过程） 4 5 void test(int n) 6 { 7 printf("%p, n = %d\n", &n, n); //把代码放到递归的前面，叫做先序递归。 8 if (n < 3) 9 { 10 test(n + 1); 11 } 12 printf("%p, n = %d\n", &n, n); //把代码放到递归的前面，叫做先序递归。 13 } 14 15 int main() 16 { 17 test(0); 18 19 return 0; 20 } 21 输出结果为： 22 0x7ffe5e720b0c, n = 0 第一个入栈 23 0x7ffe5e720aec, n = 1 24 0x7ffe5e720acc, n = 2 25 0x7ffe5e720aac, n = 3 26 0x7ffe5e720aac, n = 3 27 0x7ffe5e720acc, n = 2 28 0x7ffe5e720aec, n = 1 29 0x7ffe5e720b0c, n = 0 最后一个出栈 test(0) { printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720b0c, n = 0 test(1) { printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720aec, n = 1 test(2) { printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720acc, n = 2 test(3) { printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720aac, n = 3 4 < 3;不符合if的判断条件，推迟if判断语句，则继续执行剩余代码： printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720aac, n = 3 } printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720acc, n = 2 } printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720aec, n = 1 } printf("%p, n = %d\n", &n, n); //0x7ffe5e720b0c, n = 0 } -----------------------------------------------------------------------------如果程序中申请了堆内存，但忘记了free，如果程序退出的时候操作系统会统一进行回收；但如果程序一直不退出，那么这块内存就会一直被占用，有时更可气的是，你不但不退出程序，而且还在不停的申请新的内存，也不free，最后操作系统的内存被你“吃光了”，导致内存泄漏！-----------------------------------------------------------------------------例如：int *p = malloc(200);p = realloc(p, 400); //在p的基础上，将堆内存扩展到400个字节。p = realloc(p, 100); //在p的基础上，将堆内存缩小到100个字节。int *p1 = realloc(NULL,100); //如果realloc的第一个参数是NULL，那么realloc的作用和malloc是一样的。----------------------------------------------------------------------------- 1、 1 int *test() //错误的代码 2 { 3 int i = 0; //i在栈里面，生命周期就是其所处的大括号。 4 return &i; 5 } 6 7 int main() 8 { 9 int *p = test(); //p指向了一个无效的地址。 10 *p = 10; 11 return 0; 12 } 13 -------------------------------------- 14 int *test() //正确的代码 15 { 16 int *i = malloc(sizeof(int)); //i在堆里面。生命周期很长。主动调用free，堆空间释放或者进程结束，操作系统进行内存空间回收。 17 return i; 18 } 19 20 int main() 21 { 22 int *p = test(); 23 *p = 10; 24 free(p); 25 return 0; 26 } 2、 1 void test(char *i) //错误的代码 2 { 3 i = malloc(sizeof(char) * 100); //i在栈里，指向了堆的地址。 4 } 5 6 int main() 7 { 8 char *p = NULL; 9 test(p); //实参的值可以传递给形参，形参的值发生改变，实参的值不会有影响。 10 strcpy(p, "hello"); 11 free(p); 12 return 0; 13 } 14 -------------------------------------- 15 void test(char **i) //正确代码，通过二级指针解决上面这个问题。 16 { 17 *i = malloc(sizeof(char) * 100); 18 19 } 20 21 int main() 22 { 23 char *p = NULL; 24 test(&p); 25 strcpy(p, "hello"); 26 free(p); 27 return 0; 28 } 29 小结：若想通过函数形参给实参分配内存，往往是通过二级指针来实现的。这是在c语言里面常用的技巧。 30 -------------------------------------- 31 char *test() //正确的代码 32 { 33 char *i = malloc(sizeof(char) * 100); //i在堆里面。 34 return i; 35 } 36 37 int main() 38 { 39 char *p = test(); 40 strcpy(p, "hello"); 41 free(p); 42 return 0; 43 } 3、 1 void test(char *i) //错误的代码 2 { 3 strcpy(i, "hello"); 4 } 5 6 int main() 7 { 8 test("hello"); //在栈里面：i = "hello"是常量。常量不可变。 9 return 0; 10 } 11 -------------------------------------- 12 const char *test() //正确的代码 函数的返回值是一个指向常量的指针。即该指针可以指向任何常量的地址。 13 { 14 return "hello"; //"hello"是常量。而且是字符串。所以它是const char *类型的。 15 } 16 17 int main() 18 { 19 const char *s = test(); 20 printf("%s\n", s); 21 return 0; 22 } 4、 1 char *test() //错误的代码 函数的返回值是指针变量。 2 { 3 return "hello"; //"hello"是常量。实际返回值是一个常量。 4 } 5 6 int main() 7 { 8 char *s = test(); 9 strcpy(s,"aabbcc"); 10 printf("%s\n", s); 11 return 0; 12 } 13 -------------------------------------- 14 const char *test() //错误的代码 15 { 16 const char a[] = "hello"; //数组a是自动变量，在栈里面。"hello"是常量，在静态区里面。从语法的角度const作用是：不能这样(a[0] = 'a';)去修改它的值。只读。 17 return a; 18 } 19 20 int main() 21 { 22 const char *s = test(); 23 printf("%s\n", s); 24 return 0; 25 } 26 -------------------------------------- 27 const char *test() //正确的代码 28 { 29 static char a[] = "hello"; //此时数组a在静态区里面。 30 return a; 31 } 32 33 int main() 34 { 35 const char *s = test(); //从语法的角度const作用是：不能这样(s[0] = 'a';)去修改它的值。只读。 36 printf("%s\n", s); 37 return 0; 38 } ============================================================================= 我的GitHub地址： https://github.com/heizemingjun 我的博客园地址： http://www.cnblogs.com/chenmingjun 我的蚂蚁笔记博客地址： http://blog.leanote.com/chenmingjun Copyright ©2018 黑泽明军 【转载文章务必保留出处和署名，谢谢！】
