C/C++基础

一、 静态变量、全局变量及extern关键字

1、代码块内部的静态变量只能由此代码块内部访问，代码块外的静态变量只能由定义这个变量的文件访问，静态函数只能被定义这个函数的文件访问。

2、全局变量的生存周期为整个程序的生存周期，可以为本文件中的其他函数公用，有效范围为从定义变量的开始位置到本源文件结束。

3、extern的作用是“外部变量声明”，用于拓展全局变量的定义域，如果想要在全局变量定义之前使用该变量，就应该在使用之前加extern声明变量，使作用于从生命开始到本文件结束。

4、如果工程由多个源文件组成，在一个源文件（max.c）中想引用另一个源文件(main.c)中已经定义的外部变量，只需要在引用变量的文件中（max.c）使用extern关键字声明即可。

 

二、内存

1、代码区

　　程序被操作系统加载到内存的时候，所有的可执行代码都会加载到代码区，这块内存在程序运行期间是不变的。“int a=0;”语句会被拆分成“int a;”和"a=0"，定义变量的“int a” 并不是代码，它在程序编译时就已经被执行了，放到代码区的只有“a=0”语句。

2、静态区

　　静态区存放程序中所有的全局变量和静态变量。

3、栈区（stack）

　　栈是一种先进后出的内存结构，所有的自动变量、函数形参都存储在栈中，这个动作由编译器自动完成。栈区在程序运行期间是可以随时更改的。当一个自动变量超出作用域时，自动从栈中弹出。

　　（1）每个线程都有自己专属的栈。

　　（2）栈的最大尺寸是固定的，超出则会引起栈溢出。

　　（3）变量离开作用域后栈上的内存会自动释放。所以不能将一个栈变量的地址通过函数的返回值返回。

　　（4）栈是从高地址向低地址方向增长。

　　（5）在C语言中，函数参数的入栈顺序是从右到左。

4、堆区(heap)

　　堆和栈一样都是在程序运行时可以随时修改的内存区域，但是没有栈那样先进后出的顺序。堆是一个大容器，容量远大于栈。但是在C/C++语言中，堆内存空间的申请和释放需要手动通过代码完成.

　　malloc与free

　　　malloc函数用于在堆中分配制定大小的内存，单位为字节（Byte），函数返回void * 指针。free负责在代码堆中释放malloc分配的内存。malloc和free一定要成对使用。

　　　注意：如果需要返回一个函数内定义的变量的地址，可以通过函数返回一个堆地址｛int *p = (int *)malloc(sizeof(int));｝，但是一定要记得通过free函数释放申请的内存空间。

 

最后：操作系统管理内存时，最小的单位不是字节，而是内存页。32位操作系统的内存页一般是4K，内存页越大，内存浪费越多，但是操作系统的内存调度效率越高，不用频繁分配和释放内存；内存页越小，内存浪费越少，但是操作系统内存调度效率低，需要频繁分配和释放内存。

 

三、大小端

　　大端存储：把一个数的低位字节序内容放到高地址处，高位字节序的内容放在低地址处。

　　小端存储：把一个数的低位字节序内容放到低地址处，高位字节序的内容放在高地址处。

 

 

如何检测电脑是按照哪种方式存储的？

 

　　1、利用共用体（union）来检测

　　union Un { char c; int i; }un; 

　　　共用体中char型变量和Int型变量共用同一块空间，把 i 赋值为1，那么整个空间都是1，然后获取 c 的值，如果返回的是1，那么当前模式是小端存储，反之为大端存储。

　　2、利用指针

　　整型指针每次偏移4个字节，字符类型指针每次偏移1个字节。

　　int a = 1;

　　char* p = (char*)&a;

　　return *p;

　　如果是大端存储返回0，小端存储返回1。

 

四、野指针

　　1、指针变量中的值是非法内存地址（指向的是不可用内存地址）。NULL指针并无危害，不是野指针。

　　2、野指针的由来

　　（1）局部指针变量未初始化。

　　（2）指针所指向的变量在指针之前被销毁。

　　（3）使用了已经释放过的指针。　

　　（4）进行了错误的指针运算。　

　　（5）进行了错误的强制类型转换。

　　　3、如何避免野指针

　　（1）、决不返回局部变量和局部数组的地址。

　　（2）、任何变量定义后都进行初始化。

　　（3）、字符数组必须确认0结束符后才能成为字符串

　　（4）、任何使用与内存相关操作的函数必须指定长度信息。

　　4、常见内存错误

　　（1）、结构体成员指针未初始化。

　　（2）、结构体成员指针未分配足够用的内存。

　　（3）、内存分配成功但是并未初始化。

　　（4）、内存操作越界。

　　5、内存总结

　　（1）、内存错误的本质在于指针保存的地址为非法值。指针变量未初始化，保存的是随机值。进行指针运算时可能导致内存越界。

　　（2）、内存泄漏源于malloc与free不匹配。malloc次数多于free时，产生内存泄漏。malloc次数少于free时，程序可能会崩溃。