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C语言基础-存储类别、链接和内存管理

时间:2020-05-01 18:50:33      阅读:76      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:ted   依赖   core   返回   c语言基础   文件中   程序员   内存泄露   赋值   

存储类别

auto

auto说明的变量只能在某个程序范围内(局部)使用,通常在函数体内或函数中的复合语句里。(默认是随机值),在函数体的额某程序段内说明auto存储类型的变量一般省略关键字auto,如下:

auto int k;
int j;
double x;

 

register

register称为寄存器变量,register变量是想将变量放入CPU寄存器中,这样可以加快程序的运行速度,如申请不到就使用一般内存,如auto

注意:

  register变量必须是能被CPU所接受的类型,这通常意味着register变量必须是一个单个的值,并且长度应该小于或等于整型长度;

  不能使用`&`来获取register变量的地址

 

static

static变量称为静态变量,既可以在函数体内,也可以在函数体外说明(默认是0);static在内存中以固定地址存放,而不是以堆栈方式存放的,只要没结束就不会随着说明它的程序段的结束而销毁,它下次再调用该函数,该存储类型不会重新声明,且保存上次调用的值(升级为全局变量的生命周期)

static修饰的变量,在其他文件不能使用

#include  <stdio.h>

void test1();

void test2();

int main(int argc, const char *argv[]) {
//    test1(); // out 0 0 0 0 0
    test2(); // out:0 1 2 3 4
}


void test1() {
    for (int j = 0; j < 5; ++j) {
        int i; // i为随机值
        i = 0;
        printf("%d\n", i++); // 每次循环到都是重新声明
    }
};

void test2() {
    for (int j = 0; j < 5; ++j) {
        static int i; // i默认值为0
        printf("%d\n", i++); // 每次循环i不会销毁 程序结束i销毁
    }
};

 

extern

当变量在一个文件中的函数体外声明(全局变量),所有的而其他文件中的函数或程序段都可以引用这个变量;

extern称为外部参照引用型,使用extern声明的变量是从外部拿来的;

如果引用static修饰的全局变量,是无法引用的

 

// test.c
int i = 10;

// main.c
#include  <stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[]) {
    extern int i; // 告诉编译器 i变量是外部的 从其他文件中寻找
    printf("%d\n", i); // 想使用test.c中的全局变量i
    return 0;
}

// shell
$ gcc main.c test.c
$ ./a.out
out: 10

 

 

 

 

 

动态内存

- C/C++定义了4个内存区间:

  • 代码区
  • 全局变量与静态变量区(全局变量、static修饰的额静态变量、字符串常量)
  • 局部变量区(栈区:函数内部的局部变量,函数结束变量随之销毁,不能进行人工干预)
  • 动态存储区(堆区)

- 静态存储分配

  通常定义变量,编译器在编译时都可以根据该变量的类型知道所需内存空间的大小,从而系统在适当的时候为他们分配确定的内存空间

- 在栈上创建

  在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放,

  栈内存分配运算内置与处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限

 

 

动态内存分配

- 有些操作对象只有在程序运行时才能确定,这样编译器在编译时就无法为他们预定存储空间,只能在程序运行时,系统跟你局运行时的要求进行内存奶粉恩平,这种方法称为动态内存分配;

- 所有动态存储分配都在堆区中进行

- 从堆上分配,亦称动态分配。程序在运行的时候用malloc申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free释放内存。动态内存的额生存期由程序员本身来决定,使用非常灵活,但问题也最多

 

堆内存的分配与释放

- 当程序运行到需要一个动态分配的变量或对象时,必须向系统申请取得堆中的一块所需大小的存储空间,用于存储该变量或对象。当不再使用该变量或对象时,也就是它的声明结束时,要显示释放它所占用的存储空间,这样系统就能对该堆空间再次分配,做到重复使用有限的资源

- 堆区是不会自动在分配时做初始化的(包括清零),所以必须用初始化式(initializer)来显式初始化

 

 

malloc/free

使用需要引入

#include <stdlib.h>

 

void *malloc(size_t num);
void free(void *p);
  • malloc函数本身并不识别要申请的内存是什么类型,它只关心内存的总字节数
  • malloc申请到的时候一块连续的内存,有时候可能会比所申请的空间大。其有时会申请不到内存,返回NULL
  • malloc返回值的类型是 void * ,所以在调用malloc时要显式的进行类型转换,将void * 转换为所需要的指针类型
  • 如果free的参数是NULL的话,没有任何效果
  • 释放一块内存中的一部分是不被允许的
#include  <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, const char *argv[]) {
    char *p = NULL;
    // 申请地址
    p = (char *) malloc(10 * sizeof(char));
    if (p == NULL) { // 判断是否申请成功
        printf("申请失败");
        return 0;
    }
    printf("申请成功:%p\n", p);
    strcpy(p, "测试1"); // 内存赋值
    printf("%s\n", p);
    free(p); // 释放内存
    return 0;
}

 

Ps:如果出现 说明free释放内存不是malloc创建的或不完整的

hello(54168,0x11289adc0) malloc: *** error for object 0x7ffe0c4058f1: pointer being freed was not allocated
hello(54168,0x11289adc0) malloc: *** set a breakpoint in malloc_error_break to debug

 

注意事项:

  • 删除一个指针p(free(p);),实际意思是删除了P所指向的目标(变量或对象等),释放了它所占的堆空间,而不是删除p指针,释放堆空间后,p成了空悬指针
  • 分配失败返回一个空指针(NULL),发生异常资源不足导致分配失败
  • malloc与free是配对使用的,free只能释放堆空间。如果malloc返回的指针值丢失,则所分配的堆空间无法回收,称内存泄露,同一时间重复释放也是危险的,因为该空间可能已另分配,所以必须妥善保存malloc返回的指针,以保证不发生内存泄露,也必须保证不会重复释放堆内存空间
  • 动态分配的变量或对象的生命周期。无名对象的生命周期并不依赖建立它的作用域,比如在函数中建立的动态对象在函数返回后仍然可以使用我们也称堆空间为自由空间(Free Store)就是这个原因。但必须记住释放该对象所占堆空间,并且只能释放一次,在函数内建立,而在函数外释放是一件很容易失控的事,往往会出错

 

野指针

不是指向NULL的指针,是指向"垃圾"内存的指针,"野指针"是很危险的

野指针形成的主要原因

- 指针变量没有被初始化

- 指针p被free后,没有置为NULL,让人误以为是合法指针

- 指针超越了变量的作用范围,这种情况让人防不胜防

 

 

Demo:

#include  <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct student {
    char name[10];
    int age;
    float core;
} stu; // 别名 stu = struct student

stu *newStu() {
    stu *p;
    if ((p = (stu *) malloc(sizeof(stu))) == NULL) {  // 申请内存
        printf("申请内存失败");
        return NULL;
    }
    strcpy(p->name, "小明");
    p->age = 20;
    p->core = 99.2;
    return p;

}

int main(int argc, const char *argv[]) {
    stu *s;
    s = newStu();
    if (s == NULL) {
        return 0;
    }
    printf("name:%s age:%d core:%f\n", s->name, s->age, s->core);
    free(s); // 释放内存
    s = NULL; // 处理野指针
}

 

C语言基础-存储类别、链接和内存管理

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原文地址:https://www.cnblogs.com/binHome/p/12814176.html

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