C语言深度挖掘.ppt

C 语言的深度挖掘语言的深度挖掘(一一)变量的表示与存储问题变量的表示与存储问题是否入门？是否入门？改进改进有错吗？为什么在每个头文件都能见到哪个执行效率高？浮点数的内存表示问题无符号整数与有符号整数可以少传一个参数吗？为什么有时相同有时不同？12151212改成改成char a10;会输出什么？会输出什么？结构体变量的内存表示联合类型变量的内存表示实际应用的例子位域应用位域的例子段描述符C/C+程序运行时的内存结构全局变量、用static修饰的局部变量都存储在静态数据区。程序指令和大部分字面常量都存储在代码区。大部分函数的形参和局部变量都存储在栈区。程序中动态分配的内存都存储在堆区。一小部分函数形参和局部变量存储在CPU寄存器组中。静态数据区代码区栈区堆区CPU寄存器组常量数据区已初始化区未初始化区变量的生存期 把程序运行时一个变量占有内存空间的时间段称为该变量的生存期生存期。C+把变量的生存期分为：静态静态、自动自动和动态动态三种。静态生存期静态生存期：全局变量都具有静态生存期，它们的内存空间从程序开始执行时就进行分配，直到程序结束才被收回。自动生存期自动生存期：局部变量和函数形参一般都具有自动生存期，它们的内存空间在程序执行到定义它们的复合语句(包括函数体)时才分配，当定义它们的复合语句执行结束时内存被收回。动态生存期动态生存期：具有动态生存期的变量的生存时间是由程序员自由控制的，其内存空间用new操作符分配，用delete回收。在定义局部变量时，可以为它们加上存储类修饰符auto、static和register来指出它们的生存期。定义为static存储类型的局部变量具有静态生存期，它们也被存放在静态数据区。关键字volatile的作用main函数为空居然也有输出？关键字extern的作用错了！错了！系统栈与过程调用局部变量局部变量 var_main参数参数 arg_A2=1返回地址返回地址其他信息其他信息局部变量局部变量 var_A2参数参数 arg_B2=3返回地址返回地址其他信息其他信息局部变量局部变量 var_A1局部变量局部变量 var_B2.局部变量局部变量 var_B1.栈底栈底栈顶栈顶参数参数arg_A1=2参数参数 arg_B1=4func_B的栈帧的栈帧func_A的栈帧的栈帧main的栈帧的栈帧有问题吗？有问题吗？输出什么？存储位置是否相同？输出什么？输出什么？常量成了变量？堆内存管理方法初探int*p1=(int*)malloc(sizeof(int);char*p2=(char*)malloc(sizeof(char);free(p1);free(p2);1000大大基地址长度1000 100自由内存区表自由内存区表基地址长度 占用内存区表占用内存区表堆内存管理方法初探int*p1=(int*)malloc(sizeof(int);char*p2=(char*)malloc(sizeof(char);free(p1);free(p2);1000大大基地址长度100496 自由内存区表自由内存区表基地址长度10004 占用内存区表占用内存区表堆内存管理方法初探int*p1=(int*)malloc(sizeof(int);char*p2=(char*)malloc(sizeof(char);free(p1);free(p2);1000大大基地址长度10046 100B89自由内存区表自由内存区表基地址长度10004 100A1占用内存区表占用内存区表100A最先适配算法最佳适配算法堆内存管理方法初探int*p1=(int*)malloc(sizeof(int);char*p2=(char*)malloc(sizeof(char);free(p1);free(p2);1000大大基地址长度100010 100B89自由内存区表自由内存区表基地址长度10004 100A1占用内存区表占用内存区表100A堆的紧缩问题堆内存管理方法初探int*p1=(int*)malloc(sizeof(int);char*p2=(char*)malloc(sizeof(char);free(p1);free(p2);1000大大基地址长度1000100自由内存区表自由内存区表基地址长度10004 100A1占用内存区表占用内存区表100A使用malloc和free的注意事项1.刚刚分配的动态内存的初始值是不确定的2.不能对同一指针(地址)连续两次进行free操作3.不能对指向静态内存区(全局变量)或栈内存区(局部变量)的指针应用free(但可以对空指针NULL应用free)。4.对一个指针应用free之后，它的值不会改变，但它指向了一个无效的内存区，这时称该指针为“悬空指针”。5.如果没有及时释放某块动态内存，并且将指向它的指针指向了别处，就会造成“内存泄漏”。6.执行malloc和free函数有一定的代价，所以对于较小的变量不应该放在动态内存之中，并且尽量避免频繁地分配和释放动态内存。使用堆内存时的常见错误1.内存分配未成功，却使用了它。2.内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。(误认为初始值为0)3.内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。4.忘记了释放内存，造成内存泄露。5.释放了内存却继续使用它。关于悬空指针一个指针变量，如果不为NULL且没有指向有效的内存地址，都称为“悬空指针”通过悬空指针访问其指向的内存区会使程序产生不可预知的错误。如何避免悬空指针：定义指针变量时坚持对其进行正确的初始化在用free或delete释放内存之后，应及时将相应的指针置为NULL悬空指针的例子(一)void somefuncion()int*p;.*p=7;.void somefuncion()int*p=NULL;/正确地进行初始化正确地进行初始化 .*p=7;.悬空指针的例子(二)int main()int*p=NULL;p=(int*)malloc(sizeof(int);*p=5;free(p);/do something*p=7;printf(%d,*p);free(p);p=NULL;内存泄漏的例子(一)void MyFunction(int nSize)char*p=new charnSize;if(!SomeFunc()printf(“Error”);return;/using the string pointed by p;delete p;内存泄漏的例子(二)char*TransToEng(const char*inputStr)/将中文翻译成英文将中文翻译成英文char*outputStr=(char*)malloc();/*翻译翻译*/return outputStr;int main()char*chineseStr=欢迎光临欢迎光临;char*englishStr=TransToEng(欢迎光临欢迎光临);printf(%s,englishStr);如何避免内存泄漏1.运行检测法定义自己的malloc和free函数，或者对new和delete进行重载，在运行时跟踪记录动态内存的分配和释放情况利用专用的检测工具，如BoundsChecker、Purify和Performance Monitor2.利用复杂的程序设计技术(C+)智能指针技术为C+增加垃圾回收机制(可参考C+编程艺术艺术)此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！