（二）C 语言之内存四区 和函数调用

1.1 数据类型本质分析
1.1.1 数据类型概念

• 类型相同的数据有相同的表示方式，存储格式以及相关的
• 程序中使用的所有数据必定属于某一种数据类型

1.1.2 数据类型的本质思考

• 思考数据类型和内存的关系？ 这和数据类型的本质有关系
• C/C++为什么会引入数据类型？为了方便的表示现实世界中的人和物

1.1.3 数据类型的本质
注意：一定要站在C/C++编译器的角度思考问题
1.1.3.1 本质

• 数据类型可理解为创建变量的模具（模子）；是固定内存大小的别名。
• 数据类型的作用：编译器预算对象（变量）分配的内存空间大小
• 程序举例，如何求数据类型的大小sizeof(int *)

1.1.3.2 案例分析

int main31()
{
	int a; 	//告诉c编译器分配4个字节的内存
	int b[10] ; //告诉c编译器分配40个自己内存
	// b+1  &b+1 结果不一样  //b &b所代表的数据类型不一样
	//b 代表的数组首元素的地址
	//&b代表的是整个数组的地址
	printf("b:%d, b+1:%d, &b:%d, &b+1:%d \n", b, b+1, &b, &b+1);
	printf("sizeof(b):%d \n", sizeof(b));  //40
	printf("sizeof(a):%d \n ", sizeof(a)); //4
	printf("sizeof(b):%d \n", sizeof(&b));  //4 (取地址就是地址占用的字节数)
  

	//
	return 0;
}

运行结果（VS2015中）：

运行结果（64位的Linux中）
注意64位中，输出地址的时候不能使用%d,而是需要使用%ld，否则会有警告信息,
警告信息如下：


1.1.4 数据类型的封装

• 1、void的字面意思是“无类型”，void *则为“无类型指针”，void *可以指向任何类型的数据。
• 2、用法1：数据类型的封装
  int InitHardEnv(void **handle);
  典型的如内存操作函数memcpy和memset的函数原型分别为
  　 void * memcpy(void *dest, const void *src, size_t len);
  　 void * memset ( void * buffer, int c, size_t num );
• 3、用法2： void修饰函数返回值和参数，仅表示无。
  如果函数没有返回值，那么应该将其声明为void型
  如果函数没有参数，应该声明其参数为void
  int function(void)
  {return 1;}
• 4、void指针的意义
  C语言规定只有相同类型的指针才可以相互赋值
  void指针作为左值用于“接收”任意类型的指针
  void指针作为右值赋值给其它指针时需要强制类型转换
  int *p1 = NULL;
  char *p2 = (char *)malloc(sizoeof(char)*20); --强制类型转换
• 5、不存在void类型的变量
  C语言没有定义void究竟是多大内存的别名
• 6、数据类型的封装其实就是为了在被调用函数不想让上层应用知道，函数内部的实现。

1.2 变量本质分析
1.2.1 变量本质
1、程序通过变量来申请和命名内存空间 int a = 0
2、通过变量名访问内存空间
（一段连续）内存空间的别名（是一个门牌号）
3、修改变量有几种方法？

• 1、直接
• 2、间接。内存有地址编号，拿到地址编号也可以修改内存；于是横空出世了！（编程案例）

*((int *)12345678) =20;
//这句代码的理解
//把12345678这个地址解释成int* ，然后对4个字节的地址空间进行赋值

• 3、内存空间可以再取给别名吗？（C++中的引用）

4、数据类型和变量的关系

• 通过数据类型定义变量

5、总结及思考题
1 对内存，可读可写；2通过变量往内存读写数据；3 不是向变量读写数据，而是向变量所代表的内存空间中写数据。问：变量跑哪去了？ 变量名放到了代码区
思考1：变量三要素(名称、大小、作用域)，变量的生命周期？
思考2：C++编译器是如何管理函数1，函数2变量之间的关系的？
====》引出两个重要话题：
内存四区模型
函数调用模型

1.3内存四区
内存四区分为：堆，栈，全局区，代码区

• 堆区 Malloc/new free/delete ，操作系统管理、
• 栈区 程序局部变量
• 全局区，常量和全局变量，操作系统管理
• 代码区 操作系统管理

1.3.1 静态区
经典语录：
指针也是一种变量
指针变量和它所指向的内存空间变量是不同的变量
指针变量指代的是指针中的值
指针所指向的内存空间变量是指指针中的值所指向的内存空间
指针中的变量的值是一个地址，这个地址指向一段内存空间
不断改变指针的值，就是不断改变指针所指向的内存空间

• 静态区代码示意图
  

1.3.2 堆栈区理解

• 代码示例

//堆
char *getMem(int num)
{
	char *p1 = NULL;
	p1 = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
	if (p1 == NULL) return NULL;
	return p1;
}

//栈
//注意 return不是把内存块 64个字节,给return出来,而是把内存块的首地址(内存的标号0xaa11) ,返回给 tmp
// 理解指针的关键,是内存. 没有内存哪里的指针 
char *getMem2()
{
	char buf[64]; //临时变量 栈区存放
	strcpy(buf, "123456789");
	//printf("buf:%s\n", buf);
	return buf;
}
int  main()
{
	char *tmp = NULL;
	tmp = getMem(10);
	if (tmp == NULL)
	{
		return 0;
	}
	strcpy(tmp, "111222"); //向tmp做指向的内存空间中copy数据,不要理解成向tmp这个变量中copy数据，tmp变量32平台就是4个字节
	//tmp = getMem2();  //失败
	tmp = 0xaa11;
	return 0;
}

• 堆栈区示意图
  

1.3.3 有关野指针的内存四区

int  main()
{
	char buf[100];
	//byte b1 = new byte[100];
	int a = 10; //分配4个字节的内存 栈区也叫临时区
	int *p;//分配4个字节的内存
	p = &a; //cpu执行的代码，放在代码区

	*p = 20; //

	{
		char *p2 = NULL; //分配4个字节的内存 栈区也叫临时区
		p2 = (char *)malloc(100); //内存泄露概念
		if (p2 != NULL)
		{
			free(p2);
			//p2 = NULL;  若不写,实验效果,分析原因
		}
		if (p2 != NULL)
		{
			free(p2);
		}
	}
	return 0;
}

1.4 函数调用
1.4.1 调用模型

1.4.2 理论

• main 函数中可以在栈分配内存，堆上分配内存，全局区分配内存 可以被fa,fb使用

• fb 申请的内存

• fb 中在栈上分配的内存，不能被fa和main函数使用

• fb中malloc的内存，可以被main函数使用

• fb中全局区分配“abcdgb”,内存可以被fa,main函数使用

  ==========================
  如何建立正确的程序运行内存布局图
  内存四区模型&函数调用模型
  函数内元素
  深入理解数据类型和变量“内存”属性
  一级指针内存布局图(int ,char)
  二级指针内存布局图(int ** char **)
  函数间
  主调函数分配内存，还是被调用函数分配内存
  主调函数如何使用被调用函数分配的内存（技术关键点：指针做函数参数）
  ======》学习指针的技术路线图
  ===============================
  压死初学者的三座大山：（数组类型，数组指针，数组类型和数组指针类型的关系） 后面总结

参考一 : 狄泰软件课程
参考二 : 传智扫地僧老师课程
如有侵权：请联系邮箱 1986005934@qq.com