2 解引用

#include <stdio.h>

int main() {
    static int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int b = 6;
    int *p = (int *)((int*)&a + 1);
    printf("*(a + 1) = %d\n", *(a + 1));
    printf("*p-- = %d\n", *p--);
    printf("*p = %d\n", *p);
    printf("*p-- = %d\n", *p--);
    printf("*p = %d\n", *p);
    return 0;
}

解答：

*(a + 1) = 2
*p-- = 2
*p = 1
p-- = 1
p = 0 或者 随机数
关键点总结：
指针类型转换的影响：(int)&a 将数组指针转换为普通 int，导致指针算术以 int 为单位，而非整个数组。
内存布局：p 实际指向 a[1]，而非 b。
递减操作 p--：先返回当前值，再移动指针，导致输出顺序为 2 → 1 → 1 → 随机数

3大小端

Running the following program on 32-bit (little-endian) CPU, the output is （B）

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main() {
    int a = 0xddccbbaa;
    char *b = (char *)&a;

    printf("0x%x\n", *(b + 2));
    return 0;
}

0xbb
0xcc
0xdd
0xaa
解答：

小端：高字节在高地址，低字节在低地址
地址（值）：b（0xaa），b+1（0xbb），b+2（0xcc），b+3（0xdd）

一、大小端存储（Endianness）

大小端是计算机系统中多字节数据在内存中的存储顺序，核心区别在于“高位字节”和“低位字节”的存放位置。

1. 基本概念

  • 字节（Byte）：计算机存储的基本单位（8位），多字节数据（如int、long等）由多个字节组成。
  • 高位字节与低位字节：以16进制数0x12345678为例（假设为32位int）：
    • 高位字节：0x12（权重最高）、0x34
    • 低位字节：0x56、0x78（权重最低）

2. 大端存储（Big-Endian）

  • 定义：高位字节存放在低地址，低位字节存放在高地址（类似人类读写数字的顺序：从高位到低位）。

  • 示例：32位数据0x12345678的存储（假设起始地址为0x0000）：

    内存地址 存储内容
    0x0000 0x12
    0x0001 0x34
    0x0002 0x56
    0x0003 0x78

  • 典型设备：网络协议（TCP/IP默认大端）、部分嵌入式处理器（如PowerPC）。

3. 小端存储（Little-Endian）

  • 定义：低位字节存放在低地址，高位字节存放在高地址（与人类读写顺序相反）。

  • 示例：同样0x12345678的存储（起始地址0x0000）：

    内存地址 存储内容
    0x0000 0x78
    0x0001 0x56
    0x0002 0x34
    0x0003 0x12

  • 典型设备：x86架构CPU（如Intel、AMD）、STM32等多数单片机。

4. 大小端的影响与应用

  • 跨平台数据交互：若两台设备大小端不同，直接传输多字节数据会导致解析错误（如0x1234在小端设备中会被大端设备误读为0x3412），需通过“网络字节序”（大端）统一格式。
  • C语言中判断大小端：可通过联合体（Union）判断，例如：
    #include <stdio.h>
union EndianTest {
    int a;
    char b;
};
int main() {
    union EndianTest test;
    test.a = 1; // 0x00000001（32位）
    if (test.b == 1) printf("小端存储\n"); // 低地址存0x01
    else printf("大端存储\n");
    return 0;
}

二、内存的增长方向（栈的生长方向）

内存的“向上增长”或“向下增长”通常指栈（Stack）的内存分配方向，与堆（Heap）的分配方向相反。

1. 栈（Stack）的生长方向

  • 栈：用于存储函数局部变量、函数参数、返回地址等，由编译器自动管理，遵循“先进后出”（FILO）原则。
  • 向下增长：多数系统（如x86、ARM）中，栈从高地址向低地址生长（即新分配的栈内存地址比之前更小）。
    • 示例：调用函数时，先压入参数（高地址），再压入返回地址（低地址），栈顶指针（SP）逐渐减小。
  • 向上增长：少数架构中栈从低地址向高地址生长（如新分配的栈内存地址更大），但非常少见。

2. 堆（Heap）的生长方向

  • 堆：用于动态内存分配（如malloc、new），由程序员手动管理，生长方向与栈相反：
    • 若栈向下增长，堆通常向上增长（从低地址向高地址扩展），两者之间有空闲内存区域，避免冲突。

3. 示例：栈向下增长的验证

#include <stdio.h>
void test(int a) {
    int b;
    printf("参数a的地址：%p\n", &a); // 高地址
    printf("局部变量b的地址：%p\n", &b); // 低地址（栈向下增长）
}
int main() {
    int c;
    test(10);
    printf("main中变量c的地址：%p\n", &c); // 比test中的变量地址更高
    return 0;
}

输出结果（x86架构）：

参数a的地址：0x7ffd9a8b9abc
局部变量b的地址：0x7ffd9a8b9ab8  // b的地址 < a的地址，栈向下增长
main中变量c的地址：0x7ffd9a8b9ad4  // c的地址 > test中的变量地址

4. 注意事项

  • 内存的“增长方向”仅针对栈，堆的分配方向通常固定为向上增长，与栈方向相反。
  • 不同架构可能有差异，但x86、ARM等主流架构均为“栈向下增长，堆向上增长”。

总结

  • 大小端：决定多字节数据的存储顺序（小端更常见，大端用于网络协议）。
  • 内存增长方向：主要指栈的生长方向（多数为向下增长），与堆的向上增长形成互补，避免内存冲突。