C語言知識(shí)點(diǎn)和注意點(diǎn)

1、變量聲明和內(nèi)存分配1內(nèi)存分配方式內(nèi)存分配方式有三種：1從靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時(shí)候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在。例如全局變量，static變量。2在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。3從堆上分配，亦稱動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。程序在運(yùn)行的時(shí)候用malloc或new申請(qǐng)任意多少的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時(shí)用free或delete釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的生存期由程序員決定，使用非常靈活，但如果在堆上分配了空間，就有責(zé)任回收它，否則運(yùn)行的程序會(huì)

2、出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，頻繁地分配和釋放不同大小的堆空間將會(huì)產(chǎn)生堆內(nèi)碎塊。2程序的內(nèi)存空間一個(gè)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)分配給其運(yùn)行的內(nèi)存塊分為4個(gè)區(qū)域，如下圖所示。一個(gè)由C/C+編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分,1、棧區(qū)（stack）：由編譯器自動(dòng)分配釋放 ，存放為運(yùn)行函數(shù)而分配的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)、返回地址等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。2、堆區(qū)（heap）：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。分配方式類似于鏈表。3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）：存放全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)、常量。程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。4、文字常量區(qū)：常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)

3、釋放。5、程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體（類成員函數(shù)和全局函數(shù)）的二進(jìn)制代碼。3堆與棧的比較3.1申請(qǐng)方式stack: 由系統(tǒng)自動(dòng)分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空間。heap: 需要程序員自己申請(qǐng)，并指明大小，在C中malloc函數(shù)，C+中是new運(yùn)算符。如p1 = (char *)malloc(10); p1 = new char10;如p2 = (char *)malloc(10); p2 = new char20;但是注意p1、p2本身是在棧中的。3.2申請(qǐng)后系統(tǒng)的響應(yīng)棧：只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報(bào)異常提示棧溢出。

4、堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí)，會(huì)遍歷該鏈表，尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。3.3申請(qǐng)大小的限制棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也

5、有的說是1M，總之是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)），如果申請(qǐng)的空間超過棧的剩余空間時(shí)，將提示overflow。因 此，能從棧獲得的空間較小。堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。3.4申請(qǐng)效率的比較棧由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無法控制的。堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便。另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆

6、，也不是棧，而是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。3.5堆和棧中的存儲(chǔ)內(nèi)容棧：在函數(shù)調(diào)用時(shí)，第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。3.6存取效率的比較char s1 = "a"ch

7、ar *s2 = "b"a是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的；而b是在編譯時(shí)就確定的；但是，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。 比如：intmain()char a = 1;char c = "1234567890"char *p ="1234567890"a = c1;a = p1;return 0;對(duì)應(yīng)的匯編代碼10: a = c1;00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr ebp-0Fh0040106A 88 4D FC mov byte ptr ebp-4,cl11: a = p1;004

8、0106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr ebp-14h00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr edx+100401073 88 45 FC mov byte ptr ebp-4,al第一種在讀取時(shí)直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，再根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。3.7小結(jié)堆和棧的主要區(qū)別由以下幾點(diǎn)：1、管理方式不同；2、空間大小不同；3、能否產(chǎn)生碎片不同；4、生長(zhǎng)方向不同；5、分配方式不同；6、分配效率不同；管理方式：對(duì)于棧來講，是由編譯器自動(dòng)管理，無需我們手工控制；對(duì)于堆來說，釋放工作由程序員控制

9、，容易產(chǎn)生memory leak。空間大?。阂话銇碇v在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達(dá)到4G的空間，從這個(gè)角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。但是對(duì)于棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，默認(rèn)的棧空間大小是1M。當(dāng)然，這個(gè)值可以修改。碎片問題：對(duì)于堆來講，頻繁的new/delete勢(shì)必會(huì)造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對(duì)于棧來講，則不會(huì)存在這個(gè)問題，因?yàn)闂Ｊ窍冗M(jìn)后出的隊(duì)列，他們是如此的一一對(duì)應(yīng)，以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個(gè)內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出，詳細(xì)的可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。生長(zhǎng)方向：對(duì)于堆來講，生長(zhǎng)方向是向上的，也就是向

10、著內(nèi)存地址增加的方向；對(duì)于棧來講，它的生長(zhǎng)方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長(zhǎng)。分配方式：堆都是動(dòng)態(tài)分配的，沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式：靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動(dòng)態(tài)分配由malloca函數(shù)進(jìn)行分配，但是棧的動(dòng)態(tài)分配和堆是不同的，他的動(dòng)態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放，無需我們手工實(shí)現(xiàn)。分配效率：棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)會(huì)在底層對(duì)棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C+函數(shù)庫提供的，它的機(jī)制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會(huì)按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)

11、構(gòu)/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由于內(nèi)存碎片太多），就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機(jī)會(huì)分 到足夠大小的內(nèi)存，然后進(jìn)行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。從這里我們可以看到，堆和棧相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的內(nèi)存碎片；由于沒有專門的系統(tǒng)支持，效率很低；由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請(qǐng)，代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的，就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成，函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù)，返回地址， EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。雖然棧有如此眾

12、多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時(shí)候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。無論是堆還是棧，都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生（除非你是故意使其越界），因?yàn)樵浇绲慕Y(jié)果要么是程序崩潰，要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以想不到的結(jié)果。4.new/delete與malloc/free比較從C+角度上說，使用new分配堆空間可以調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)，而malloc()函數(shù)僅僅是一個(gè)函數(shù)調(diào)用，它不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，它所接受的參數(shù)是一個(gè)unsigned long類型。同樣，delete在釋放堆空間之前會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，而free函數(shù)則不會(huì)。class Timepublic:Time(int,int,int,string

13、);Time()cout<<"call Times destructor by:"<<name<<endl;private:int hour;int min;int sec;string name;Time:Time(int h,int m,int s,string n)hour=h;min=m;sec=s;name=n;cout<<"call Times constructor by:"<<name<<endl;int main()Time *t1;t1=(Time*)malloc

14、(sizeof(Time);free(t1);Time *t2;t2=new Time(0,0,0,"t2");delete t2;system("PAUSE");return EXIT_SUCCESS;結(jié)果：call Times constructor by:t2call Times destructor by:t2從結(jié)果可以看出，使用new/delete可以調(diào)用對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，并且示例中調(diào)用的是一個(gè)非默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。但在堆上分配對(duì)象數(shù)組時(shí)，只能調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，不能調(diào)用其他任何構(gòu)造函數(shù)。外部變量聲明方法一1. /commonDef.h

15、0; 2. #ifndef _COMMON_DEF_H  3. #define _COMMON_DEF_H  4.   5. static int COMMON_VALUE = 100;  6.   7. #endif  這時(shí)候在test1.c和test2.c直接#include"commonDef.h"即可。static關(guān)鍵字保證了包含該頭文件的編譯單元分別擁有該變量的獨(dú)立實(shí)體，如同在

16、每一個(gè)源文件分別定義一次；若不加static，則會(huì)造成“redifinition”。方法二1. /commonDef.h  2. #ifndef _COMMON_DEF_H  3. #define _COMMON_DEF_H  4.   5. extern int COMMON_VALUE;  6.   7. #endif  8.   9. /test1.c  10. #inc

17、lude "commonDef.h"  11. int COMMON_VALUE = 100;  12.   13. /test2.c  14. #include "commonDef.h"  也即在公用頭文件中，使用extern關(guān)鍵字。然后再某一個(gè)源文件中定義一次，再在每一個(gè)使用它的編譯單元中包含該頭文件即可。指針數(shù)組和數(shù)組指針指針數(shù)組和多維數(shù)組char *name13 = "Illegal m

18、onth", "January", "February", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December"它表示name是一個(gè)具13個(gè)元素的一維數(shù)組，其中數(shù)組的每個(gè)元素是一個(gè)指向字符類型對(duì)象的指針。如果

19、將二維數(shù)組作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，那么在函數(shù)的參數(shù)聲明中必須指明數(shù)組的列數(shù)。數(shù)組的行數(shù)沒有太大關(guān)系，因?yàn)楹瘮?shù)調(diào)用時(shí)傳遞的是一個(gè)指針，它指向由行向量構(gòu)成的一維數(shù)組，其中每個(gè)行向量是具有13個(gè)整型元素的一維數(shù)組。傳遞給函數(shù)的是一個(gè)指向很多對(duì)象的指針，其中每個(gè)對(duì)象是由13個(gè)整型元素構(gòu)成的一維數(shù)組。因此，如果將數(shù)組daytab作為參數(shù)傳遞給函數(shù)f，那么f的聲明應(yīng)該寫成下列形式：f(int daytab213) . 也可以寫成f(int daytab13) . 因?yàn)閿?shù)組的行數(shù)無關(guān)緊要，所以，該聲明還可以寫成f(int (*daytab)13) . 數(shù)組指針int (*a)i 表示：指向數(shù)組a的指針定義了數(shù)組

20、指針，該指針指向這個(gè)數(shù)組的首地址，必須給指針指定一個(gè)地址，容易犯的錯(cuò)得就是，不給a地址，直接用(*a)i=ci給數(shù)組a中元素賦值，這時(shí)數(shù)組指針不知道指向哪里，調(diào)試時(shí)可能沒錯(cuò)，但運(yùn)行時(shí)肯定出現(xiàn)問題，使用指針時(shí)要注意這個(gè)問題。二叉樹和單詞讀入查找/二叉樹#include "stdafx.h"#include "ctype.h"#include "stdio.h"#include "string.h"#include "stdlib.h"#define MAXWORD 100/單詞的最大長(zhǎng)度struc

21、t tnode/二叉樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)char *word;/指向單詞內(nèi)容的指針int count;/統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)次數(shù)的計(jì)數(shù)值struct tnode *left;/指向左子樹的指針struct tnode *right; /指向右子樹的指針;struct tnode *addtree(struct tnode*, char*);/新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)void treeprint(struct tnode*);/打印二叉樹struct tnode *talloc(void);/給新節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存空間char *strdup(char *);/將新單詞復(fù)制到某個(gè)隱藏位置int getword(char*, int)

22、;/讀取下一個(gè)單詞int _tmain()struct tnode *root;char wordMAXWORD;root = NULL;while (getword(word, MAXWORD) != EOF)if (isalpha(word0)root = addtree(root, word);treeprint(root);system("pause");return 0;/新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)struct tnode *addtree(struct tnode *p, char *w)int cond;if (p = NULL)p = talloc();p->wor

23、d = strdup(w);p->count = 1;p->left = p->right = NULL;else if (cond = strcmp(w, p->word) = 0)p->count+;else if (cond < 0)p->left = addtree(p->left, w);elsep->right = addtree(p->right, w);return p;/打印二叉樹void treeprint(struct tnode *p)if (p != NULL)treeprint(p->left);pr

24、intf("%4d %sn", p->count, p->word);treeprint(p->right);/給新節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存空間struct tnode *talloc(void)return (struct tnode*) malloc(sizeof(struct tnode);/將malloc 的返回值聲明為一個(gè)指向void 類型的指針，然后再顯式地將該指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為所需類型/將新單詞復(fù)制到某個(gè)隱藏位置char *strdup(char *s)char *p;int l;l = strlen(s) + 1;p = (char*)malloc(l);

25、if (p != NULL)strcpy_s(p,l,s);return p;/讀取下一個(gè)單詞int bufp = 0;char bufMAXWORD;int getch(void)return (bufp>0) ? buf-bufp : getchar();/從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)void ungetch(int c) /將數(shù)據(jù)壓回緩沖區(qū)if (bufp >= MAXWORD)printf("ungetch:too many charactersn");elsebufbufp+ = c;int getword(char *word, int lim)int c;c

26、har *w = word;while (isspace(c = getch();if (c != EOF)*w+ = c;if (!isalpha(c)*w = '0'return c;for (; -lim > 0;w+)if (!isalnum(*w = getch()ungetch(*w);break;*w = '0'return word0;表查找鏈表中每個(gè)塊都是一個(gè)結(jié)構(gòu)，包含一個(gè)指向名字的指針，一個(gè)指向替換文本的指針，還要有指向鏈表后繼塊的指針，如果后繼塊為空，即鏈表到頭結(jié)束。塊結(jié)構(gòu)如下struct nlist /* table entry: */struct nlist *next; /*next entry in chain */char *name; /*defined name */char *defn; /* replacement text */;散列過程生產(chǎn)了在數(shù)組hastab中執(zhí)行查找的起始下標(biāo).如