C语言深度挖掘1.ppt

C 语言的深度挖掘 (一) 是否入门？ 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？ 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。 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。C++把变量的生存期分为：静态、自动和动态三种。 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：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：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 系统栈与过程调用 有问题吗？ 有问题吗？ 输出什么？ 存储位置是否相同？ 堆内存管理方法初探 堆内存管理方法初探 堆内存管理方法初探 堆内存管理方法初探 堆内存管理方法初探 使用malloc和free的注意事项 刚刚分配的动态内存的初始值是不确定的 不能对同一指针(地址) 连续两次进行free操作 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)。 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”。 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”。 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 内存分配未成功，却使用了它。 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) 内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。 忘记了释放内存，造成内存泄露。 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) 悬空指针的例子(二) 内存泄漏的例子(一) 内存泄漏的例子(二) 如何避免内存泄漏 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 Monitor 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) int *p1 = (int*) malloc(sizeof(int)); char *p2 = (char*) malloc(sizeof(char)); …… free(p1) ; free(p2); 1000 大 10 1000 89 长度 100B 基地址 自由内存区表 4 1000 1 长度 100A 基地址 占用内存区表 100A 堆的紧缩问题 int *p1 = (int*) malloc(sizeof(int)); char *p2 = (char*) malloc(sizeof(char)); …… free(p1) ; free(p2); 1000 大 100 1000 长度 基地址 自由内存区表 4 1000 1 长度 100A 基地址 占用内存区表 100A void somefuncion() { int *p; ... … … … *p = 7; ... … … … } void somefuncion() { int *p = NULL; //正确地进行初始化 ... … … … *p =