码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

通过汇编揭开String中数据结构神秘面纱

时间:2019-11-10 21:18:46      阅读:75      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:tps   起航   数据结构   传递   软件   等等   问题   code   思考   

String(字符串),是编程语言中表示文本的数据类型。接触编程的你一定每天都会见到。那看似渺小的string(字符串),里面到底还隐藏着多少的秘密?大家平时天天使用的东西,你真的了解它吗?可能平时很多人并不会深入研究它,如果你的能力还不错,不妨看看下面几个问题。要是对他们还存在困惑,那恭喜你,你找到了你要提升的方向。
?、思考
在 Swift 开发使?字符串的过程中,你是否有思考过以下问题?
1 个字符串变量占?多少内存?
字符串 str1、str2 的底层存储有什么不同?技术图片
如果对 str1、str2 进?拼接操作,str1、str2 的底层存储?会发?什么变化?
技术图片
如果你能准确地回答以上问题,那说明对 Swift 字符串的底层存储机制还是?较了解的。
?、1 个字符串变量占?多少内存?

?法 1:MemoryLayout
?先,可以借助 Swift ?带的 MemoryLayout 来测试?下技术图片
?法 2:汇编
另外,我们也可以借助?个强有?的底层分析助?—汇编语?,来窥探?下 String 的底层存储实际上分析其他语法、系统库的底层,都可以借助汇编语?

?如多态的原理、泛型的原理、Array 的底层、枚举的底层等等
另外,不仅仅是 Swift,C、C++、OC 的底层分析,依然可以借助汇编语?
毕竟你写的每??有效代码,最终都是要转成机器指令(0 和 1)
?机器指令是跟汇编指令??对应的,每?条机器指令都能翻译成与之对应的汇编指令
能读懂汇编指令,就相当于能读懂机器指令,知道 CPU 具体在?嘛(操作了什么寄存器,操作了哪块内存)
本教程的代码是直接跑在 Mac 的命令?(CommandLineTools)项?上
因此展示的汇编代码是基于 X64 的 AT&T 格式汇编,并? iOS 真机设备的 ARM 汇编其实不同种类的汇编之间有极?的相似性,只是有些指令的叫法不?样
跟微软的 Visual Studio ?样,Xcode 也内置了?常?便的反汇编功能,可以轻松查看每?句代码对应的汇编指令,打开反汇编界?的步骤如下
在某??需要调试的代码打上断点(反汇编界?会在断点调试状态下显示出来)

菜单: Debug >

译为汇编,

译为反汇编
技术图片

运?程序,看到反汇编界?
技术图片

如果你的反汇编经验??,根据第 16、17 ?的汇编就可以推敲出来,String 是占? 16 个字节因为它?了 rax、rdx 寄存器存放字符串 str 的内容,? rax、rdx 都是 8 字节的
汇编的内容太多了,因为时间和篇幅关系,?章?并不会对每?句汇编指令进?详细地讲解,更多的是 想说明汇编的重要性。
三、字符串的底层存储

窥探内存
此前我写了个可以窥探 Swift 变量内存的??具:https://github.com/CoderMJLee/Mems 现在?它来窥探下字符串的 16 字节??,究竟存储着什么数据
默认情况下按照 8 个字节?组来显示内存数据

传递参数

是按照 1 个字节?组来显示内存数据

技术图片

字符 ‘0‘~‘9‘ 的 ASCII 值是 0x30~0x39,认真观察最初 str1 的 16 个字节数据,你发现了什么?
它直接将所有字符的 ASCII 值存储在 str1 的 16 字节中
最后 1 个字节 0xea 中的 0xa 就是字符的数量,也是共 10 个字符
拼接
技术图片

可以发现,当对 str1 进?拼接 "ABCDE" 的时候
它最终是将 "0123456789ABCDE"?五个字符的 ASCII 值都存储在了 str1 的 16 字节中最后 1 个字节 0xef 中的 0xf 就是字符的数量,也是共 15 个字符
可以看得出来,?前 16 个字节已经存满了,那如果再拼接 1 个字符呢?技术图片
可以看到,str1 ??存储的数据发?了?常?的变化,每?个字符的 ASCII 值不?了, 那??的 16 字节具体是什么含义呢?
所有字符(‘0‘~‘9‘、‘A‘ 到 ‘F‘)的 ASCII 值?存到哪去了呢?
其他情况
如果?开始初始化的时候(未拼接之前),字符串的内容就是超过 15 个字符呢?技术图片
相信你能猜到是这个结果
这 16 个字节??并没有出现任何?个字符的 ASCII 值

?且这 16 个字节跟

还是有所区别

虽然它们的字符串内容都是"0123456789ABCDEF" 如果对 str2 进?拼接操作
技术图片

不难发现:这时 str2 的 16 字节?发?了变化,跟
如何解决上述疑问?

是有点相似的

上述的种种疑问,光看打印出来的内存数据是?法解决的,但是都可以利?【!!!汇编!!!】来解 决,分析汇编指令,??就得出结论,因为?章的篇幅有限,平时?作也?较忙,我把上述问题的详细 剖析过程录制成了?达 2 个多?时的视频,有兴趣的朋友可以? 1.5~2 倍速度观看
链 接 :https://pan.baidu.com/s/1AkS3K1ZKP8zyxhlhLRaBkA 提取码:kzrk
视频对于没有汇编基础的朋友来说,可能会有点难度,最好挑?个头脑清醒的时间去观看
看完视频后,希望?家能够确切地感受到汇编语?的重要性,不要永远只停留在编写?级语?代 码、沉迷于语法糖的层?

四、最后
其实,通过汇编探索String底层,并不只是为了研究字符串,我们更希望你通过汇编提升自己的编程能力。不只是汇编,数据结构与算法也是助你程序生涯更进一步的必备宝典。不仅如此,掌握这些能力,你还能玩转软件破解、外挂,这是我此前?【汇编\C++】编写的?个外挂:https://github.com/CoderMJLee/SeemygoPVZCheat 技术图片 er可能有人会说,我现在不需要接触这些,也能够完成工作。没错,如果你只是安于现状,大可不必多费精力折磨自己。但是,如果你想提升自己能力,突破自我,汇编完全可以助你在编程领域更上一层楼,绝对是你在突破自我道路上的一把利器。不过,如今的软件技术发展迅猛,不提升自己,就会落后。技术落后和技术不精的开发者,是一定会被市场所淘汰。高端的编程人员才是企业真正争夺的香饽饽,唯有不断的探索学习更多技术,才能在这?领域中站稳脚跟。总之,你自己决定你会成为哪一类人,你的高度也由你自己决定。
听到这里,如果你对汇编、数据结构与算法等编程技巧愈发感兴趣,欢迎你加?我们的大家庭,×××:×××。在这?你可以得到和IT界名师一对一交流的机会。让我们共同进步,起航扬帆。

通过汇编揭开String中数据结构神秘面纱

标签:tps   起航   数据结构   传递   软件   等等   问题   code   思考   

原文地址:https://blog.51cto.com/14601734/2449203

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有 京ICP备13008772号-2
迷上了代码!