Coding Tree

外观

C语言内存空间的使用 ​

1、指针

1.1、指针概述

1.2、指针修饰符 const/volatile/typedef

1.3、指针运算符

1.4、多级指针

2、数组

2.1、数组空间

2.2、字符空间及地址

3、结构体、共用体

3.1、定义、字节对齐

3.2、位域

4、内存分布图

5、段错误分析

1、指针 ​

1.1、指针概述 ​

查看系统位数（64位）

shell
uname -a

x86_64

示例1：查看指针大小，都是8字节

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    int *p1;
    char *p2;

    printf("size of int p1 is %lu\n", sizeof(p1));
    // size of int p1 is 8

    printf("size of char p2 is %lu\n", sizeof(p2));
    // size of char p2 is 8

    return 0;
}

示例2：变量的地址指向低地址

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 0X12345678;
    char *p;
    p = &a;

    printf("p = %x\n", *p);
    // p = 78

    return 0;
}

1.2、指针修饰符 ​

1、const 常量

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    const char *p = "hello world";
    printf("%s\n", p);
    printf("%c\n", *p);

    // error 不能修改
    // *p = 'a';

    printf("%c\n", *p);

    return 0;
}

2、volatile

防止优化指向内存地址

硬件居多

cpp
volatile char *p;
*p = 0x10;
while (*p == 0x10){
    // 例如：监听键盘按下
}

3、typedef

例如

cpp
typedef char *name_t;

name_t a;

1.3、指针运算符 ​

1、指针的加减，实际改变的是一个单位

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    int *p1 = NULL;
    printf("%p\n", p1 + 1);
    // 0x4

    char *p2 = NULL;
    printf("%p\n", p2 + 1);
    // 0x1

    return 0;
}

2、[]取值 两者等价

cpp
p[n]
*(p + n)

内存分配：从高地址向低地址

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 0x12345678;
    int b = 0x87654321;

    int *p_b = &b;
    char *p_c = (char *) &a;

    printf("%#x\n", a);          // 0x12345678
    printf("%#x\n", *(p_b + 1)); // 0x12345678
    printf("%#x\n", p_b[1]);     // 0x12345678

    printf("%#x\n", *p_c);       // 0x78
    printf("%#x\n", *(p_c + 1)); // 0x56
    printf("%#x\n", *(p_c + 2)); // 0x34
    printf("%#x\n", *(p_c + 3)); // 0x12

    return 0;
}

注意：const仅对编译器有用

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    const int a = 0x12345678;
    int b = 0x11223344;

    // a = 0x87654321; // error: cannot assign to variable 'a'

    int *p = &b;
    *(p + 1) = 0x55667788;

    printf("%#x\n", a); // 0x12345678

    return 0;
}

3、逻辑操作符

常用 == 和 !=

和0x0(NULL)比较

指针类型相同比较才有意义

1.4、多级指针 ​

存放地址的地址空间

cpp
char **p
p[0] p[1] ... p[n] NULL

示例1

cpp
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        printf("%s\n", argv[i]);
    }
    return 0;
}

或者

cpp
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i =0;
    while (argv[i] != NULL) {
        printf("%s\n", argv[i]);
        i++;
    }
    return 0;
}

运行结果

cpp
$ ./a.out hello world
./a.out
hello
world

2、数组 ​

2.1、数组空间 ​

数组的定义及初始化

定义一个空间

  1. 大小
  2. 读取方式
cpp
// m的作用域是在申请的时候
数据类型 数组名[m];

int a[100];

数组vs.指针

  • 数组名是常量，数组名不能再赋值
  • 指针是变量，可以被重新赋值

2.2、字符空间及地址 ​

空间的赋值：逐一赋值

cpp
#include <stdio.h>

int main() {
    char a[10] = {'a', 'b', 'c', '\0'};
    char b[10] = {"abc"};
    char c[10] = "abc";

    char *p = "abc";

    printf("a = %s\n", a);
    printf("b = %s\n", b);
    printf("c = %s\n", c);
    printf("p = %s\n", p);

    return 0;
}

3、结构体、共用体 ​

3.1、定义、字节对齐 ​

3.2、位域 ​

4、内存分布图 ​

5、段错误分析 ​