C语言 基础知识(二)

静态内存 和 动态内存 分配:


静态内存:是程序编译执行后系统自动分配,由系统自动释放。静态内存是栈分配的。

动态内存:是开发者手动分配,是堆内存分配的。

(1)从静态存储区分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量;

(2)在栈上创建。在执行函数时,函数内部局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束,这些内存被自动释放。占内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的空间有限;

(3)从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new来申请任意多的内存,程序员自己负责在不用的时候用free或delete命令释放内存。动态内存的生命周期由程序员决定,使用非常灵活,但是问题最多。

堆和栈的区别:


1、申请方式:

栈:由系统自动分配,例如,声明一个局部变量int b; 系统自动在栈中给b开辟空间。例如,当在调用函数时,需要保存的变量,最明显的是在递归调用时,要系统自动分配一个栈的空间,后进先出的,而后又由系统释放这个空间。

堆:需要程序员自己申请,并指明大小,在c中用malloc函数。

如:char* p1=(char*) malloc(10);  //14byte

但是注意p1本身是在栈中的。

2、申请后系统的响应:

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报提示栈溢出。

堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。两外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

3、申请大小的限制

栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在wiindows下,栈的大小是2M(yc编译选项中可以设置,其实就是一个stack参数,缺省2M),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不可连续的,而链表的遍历方向是低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

4、申请效率的比较:

栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

堆:由malloc/new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

5、堆和栈中存储的内容:

栈:在函数调用时,第一个进栈的主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。

堆:一般是在堆的头部用一个字节放堆的大小。队中的内容具体由程序员安排。

6、内存的回收:

栈:栈分配的内存,编译器自动回收;

堆:要通过free来显示地回收,否则会造成内存泄漏

动态创建数组


1、在堆中分配一个内存地址,比如:malloc(len*4);len:所要的长度,4:每个数据所占的空间。

2、扩展原数组内存空间:arr=realloc(arr,(原有的长度+要扩展的长度)*4),数组中原先存放的数据依然有效,只是在数组后面接上要扩展的长度的空间。

3 、数组 就是指针。

函数指针


定义一个函数:int add(int x,int y) {return x+y;}

定义一个函数指针:int (*kong)(int x,int y);

函数指针特点:没有方法体,且前面带括号,里面有*,类似(* kong);

给函数指针赋值: kong=add;

使用函数指针:int result=kong(2,3);

联合体


特点:所有的字段公用一块内存

应用场景:各个类型之间方便转换;

定义联合体:

union Mix{ long i;//长度4

int k;//长度4

char ii;//长度1

}

sizeof(union Mix);//结果是4,因为是共用内存空间,按最大的来。但是由于是操作同一片内存,所以后面的操作影响前面的操作,这就给类型转换带来方便。

使用例子: union Mix m;  m.k=123; m.i=100; 最后打印m.k和m.i都是100。

枚举类型


特点:值递增,默认值从0开始;

例子:定义一个枚举类型

enum WeekDay{

Monday=10,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday

};

enum WeekDay day=wednesday; day的值为2,如果把Monday=10,则day的值为12;

别名

目的:解决 类型 特别长,为了瘦身,就定义了别名。

例子:

typedef int i; 用i代表int类型;int m=5 等价于 i m=5; i代表的类型,m代表的变量。

typedef long l;

typedef float f;

注意:定义的位置,

结构体


特点:C语言sizeof求结构体大小问题汇总

定义结构体:

struct student{

int age;

float score;

char sex;

};//此处必须有分号

使用结构体:

struct student stu={18,98.9,'w'};

打印:printf("%d,%.1f,%s",stu.age,stu.score,stu.sex);

赋值:stu.age=20;stu.score=80.0;stu.sex='男'

结构体指针


定义:struct student* point=&stu;//指针就是存放地址

取值:(*point).age等价与 point ->age ;可以理解为(*point)取到了stu对象;

赋值:point->age=20 等价于 *point.age=20; //把年龄赋值成20

二级结构体指针:


定义:struct student** point2=&point;

取值:(**point2).age 等价于 (*point)->age,//少个*号,会多个箭头;

赋值:*point2->age=20 等价与(**point2).age=20; //把年龄赋值成20

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