水滴石穿C語言之C語言的底層操作

1、水滴石穿C語言之C語言的底層操作概述 HYPERLINK /key/1574/1574.html t _blank C語言的內(nèi)存模型基本上對應(yīng)了現(xiàn)在von Neumann（馮諾伊曼）計算機的實際存儲模型，很好的達到了對機器的 HYPERLINK /key/4883/14883.html t _blank 映射，這是C/C+適合做底層開發(fā)的主要原因，另外，C語言適合做底層開發(fā)還有另外一個原因，那就是C語言對底層操作做了很多的的支持，提供了很多比較底層的功能。下面結(jié)合問題分別進行闡述。問題：移位操作在運用移位操作符時，有兩個問題必須要清楚：(1)、在右移操作中，騰空位是填 0 還是符號位；(2)、

2、什么數(shù)可以作移位的位數(shù)。答案與分析：和移位的位數(shù) 左移: 變量名移位的位數(shù) 經(jīng)過移位后, 一端的位被擠掉,而另一端空出的位以0 填補,在C語言中的移位不是循環(huán)移動的。(1) 第一個問題的答案很簡單，但要根據(jù)不同的情況而定。如果被移位的是無符號數(shù)，則填 0 。如果是有符號數(shù)，那么可能填 0 或符號位。如果你想解決右移操作中騰空位的填充問題，就把變量聲明為無符號型，這樣騰空位會被置 0。(2) 第二個問題的答案也很簡單：如果移動 n 位，那么移位的位數(shù)要不小于 0 ，并且一定要小于 n 。這樣就不會在一次操作中把所有數(shù)據(jù)都移走。比如，如果整型數(shù)據(jù)占 32 位，n 是一整型數(shù)據(jù)，則 n 31 和 n

3、 0 都合法，而 n 32 和 n 1 不可能為 0 。 問題：位段結(jié)構(gòu)struct RPR_ATD_TLV_HEADERULONG res1:6;ULONG HYPERLINK /key/4018/19018.html t _blank type:10;ULONG res1:6;ULONG length:10; ;位段結(jié)構(gòu)是一種特殊的結(jié)構(gòu), 在需按位訪問一個字節(jié)或字的多個位時, 位結(jié)構(gòu)比按位運算符更加方便。 位結(jié)構(gòu)定義的一般形式為: struct位結(jié)構(gòu)名 數(shù)據(jù)類型 變量名: 整型常數(shù); 數(shù)據(jù)類型 變量名: 整型常數(shù); 位結(jié)構(gòu)變量;其中: 整型常數(shù)必須是非負的整數(shù), 范圍是015, 表示二進制

4、位的個數(shù), 即表示有多少位。變量名是選擇項, 可以不命名, 這樣規(guī)定是為了排列需要。 例如: 下面定義了一個位結(jié)構(gòu)。struct unsigned incon: 8; /*incon占用低字節(jié)的07共8位*/ unsigned txcolor: 4;/*txcolor占用高字節(jié)的03位共4位*/ unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字節(jié)的46位共3位*/ unsigned blink: 1; /*blink占用高字節(jié)的第7位*/ ch;位結(jié)構(gòu)成員的訪問與結(jié)構(gòu)成員的訪問相同。 例如: 訪問上例位結(jié)構(gòu)中的bgcolor成員可寫成: ch.bgcolor位結(jié)構(gòu)成員可以與其

5、它結(jié)構(gòu)成員一起使用。 按位訪問與設(shè)置，方便&節(jié)省例如:struct info char name8; int age; struct addr address; float pay; unsigned state: 1; unsigned pay: 1; workers;上例的結(jié)構(gòu)定義了關(guān)于一個工從的信息。其中有兩個位結(jié)構(gòu)成員, 每個位結(jié)構(gòu)成員只有一位, 因此只占一個字節(jié)但保存了兩個信息, 該字節(jié)中第一位表示工人的狀態(tài), 第二位表示工資是否已發(fā)放。由此可見使用位結(jié)構(gòu)可以節(jié)省存貯空間。 注意不要超過值限制問題：字節(jié)對齊讓偶們先來看下面這個結(jié)構(gòu)體:struct stu1 int a; char b

6、; 來看看sizeof(stu)的結(jié)果為多少? 怎么是8啊?你先別急,再來看下一個例子:struct stu2 char b; int a; 這個sizeof(stu2)是多少?怎么還是8啊?現(xiàn)在創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)體變量stu2 s2 a , 0 x12345678h； stu1 s1 0 x12345678, a 運行DEGUG,怎么樣發(fā)現(xiàn)了什么?在第一個結(jié)構(gòu)體中char b的后面內(nèi)存有三個字節(jié)是添了數(shù)據(jù)的.也就是這樣 78 56 34 12 61 cc cc cc 而在第二個結(jié)構(gòu)體中CHAR B的后面內(nèi)存中也添加了數(shù)據(jù).61 cc cc cc 78 56 34 12這又是怎么回事呢?需要字節(jié)對齊

7、當然有設(shè)計者的考慮了，原來這樣有助于加快計算機的存取速度，否則就得多花指令周期了。所以，編譯器通常都會對結(jié)構(gòu)體進行處理，讓寬度為2的基本數(shù)據(jù)類型（short等）都位于能被2整除的地址上，讓寬度為4的基本數(shù)據(jù)類型（int等）都位于能被4整除的地址上。正是因為如此兩個數(shù)中間就可能需要加入填充字節(jié)，所以結(jié)構(gòu)體占的內(nèi)存空間就增長了。其實字節(jié)對齊的細節(jié)和具體編譯器實現(xiàn)相關(guān)，但一般而言，滿足三個準則：結(jié)構(gòu)體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除；2) 結(jié)構(gòu)體每個成員相對于結(jié)構(gòu)體首地址的偏移量都是成員大小的整數(shù)倍，如有需要編譯器會在成員之間加上填充字節(jié)；例如上面第二個結(jié)構(gòu)體變量的地址空間。 3)

8、結(jié)構(gòu)體的總大小為結(jié)構(gòu)體最寬基本類型成員大小的整數(shù)倍，如有需要編譯器會在最末一個成員之后加上填充字節(jié)。例如上面第一個結(jié)構(gòu)體變量。（哎呀！知道！真多嘴?。┈F(xiàn)在就可以解釋上面的問題了，第一個結(jié)構(gòu)體變量中成員變量最寬為4(SIZEOF(INT) = 4)，所以S1變量首地址必須能被整除。（不信你試試?。㏒1的大小也應(yīng)該為4的整數(shù)倍。但是現(xiàn)在s1中有 4 + 1 的空間，所以為了滿足第三個條件就在char b的后面在加上三個字節(jié)的空間以湊夠8個字節(jié)空間。第二個結(jié)構(gòu)體變量S2中 成員變量最大寬度為4，而且按照以前的理解int a 的地址和s2的地址相差5個字節(jié)，但是為了滿足第而個條件（相差的距離-偏移地址

9、必須是4的整數(shù)倍）所以在char b的后面添加了三個字節(jié)的空間以保證int a的偏移地址是4的整數(shù)倍即為4。至于涉及到結(jié)構(gòu)體嵌套的問題，你也可以用上述方法總結(jié)的，只不過你把被嵌套的結(jié)構(gòu)體在原地展開就行了，不過在計算偏移地址的時候被嵌套的結(jié)構(gòu)體是不能原地展開的必須當作整體。嘿嘿！偶申明一點，上述三條建議不是偶說的，是做編譯器的工程師總結(jié)出來的，偶只是借用而已。我在使用VC編程的過程中，有一次調(diào)用DLL中定義的結(jié)構(gòu)時，發(fā)覺結(jié)構(gòu)都亂掉了，完全不能讀取正確的值，后來發(fā)現(xiàn)這是因為DLL和調(diào)用程序使用的字節(jié)對齊選項不同，那么我想問一下，字節(jié)對齊究竟是怎么一回事？答案與分析：為了能使CPU對變量進行高效快速

10、的訪問，變量的起始地址應(yīng)該具有某些特性，即所謂的“對齊”。例如對于4字節(jié)的int類型變量，其起始地址應(yīng)位于4字節(jié)邊界上，即起始地址能夠被4整除。關(guān)于字節(jié)對齊：1、 當不同的結(jié)構(gòu)使用不同的字節(jié)對齊定義時，可能導(dǎo)致它們之間交互變得很困難。2、 在跨CPU進行通信時，可以使用字節(jié)對齊來保證唯一性，諸如通訊協(xié)議、寫驅(qū)動程序時候寄存器的結(jié)構(gòu)等。三種對齊方式：1、 自然對齊方式（ HYPERLINK /key/4870/19870.html t _blank Natural Alignment）：與該數(shù)據(jù)類型的大小相等。2、 指定對齊方式 ：#pragma pack(8) /指定Align為 8；#pra

11、gma pack() /恢復(fù)到原先值3、 實際對齊方式：Actual Align = min ( Order Align, Natual Align )對于復(fù)雜數(shù)據(jù)類型（比如結(jié)構(gòu)等）：實際對齊方式是其成員最大的實際對齊方式：Actual Align = max( Actual align1,2,3，)編譯器的填充規(guī)律：1、 成員為成員Actual Align的整數(shù)倍，在前面加Padding。成員Actual Align = min( 結(jié)構(gòu)Actual Align，設(shè)定對齊方式)2、 結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)Actual Align的整數(shù)倍，在后面加Padding.例子分析：#pragma pack(8) /

12、指定Align為 8struct STest1char ch1; long lo1;char ch2; test1;#pragma pack()現(xiàn)在Align of STest1 = 4 , sizeof STest1 = 12 ( 4 * 3 )test1在內(nèi)存中的排列如下（ FF 為 padding ）：00 - - - 04 - - - 08 - - - 12 - - -01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF ch1 - lo1 - ch2#pragma pack(2) /指定Align為 2struct STest2char ch3;STest1 tes

13、t; test2;#pragma pack()現(xiàn)在 Align of STest1 = 2, Align of STest2 = 2 , sizeof STest2 = 14 ( 7 * 2 )test2在內(nèi)存中的排列如下：00 - - - 04 - - - 08 - - - 12 - - -02 FF 01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF ch3 ch1 - lo1 - ch2注意事項：1、 這樣一來，編譯器無法為特定平臺做優(yōu)化，如果效率非常重要，就盡量不要使用#pragma pack，如果必須使用，也最好僅在需要的地方進行設(shè)置。2、 需要加pack的地方一

14、定要在定義結(jié)構(gòu)的頭文件中加，不要依賴命令行選項，因為如果很多人使用該頭文件，并不是每個人都知道應(yīng)該pack。這特別表現(xiàn)在為別人開發(fā)庫文件時，如果一個庫函數(shù)使用了struct作為其參數(shù)，當調(diào)用者與庫文件開發(fā)者使用不同的pack時，就會造成錯誤，而且該類錯誤很不好查。3、 在VC及BC提供的頭文件中，除了能正好對齊在四字節(jié)上的結(jié)構(gòu)外，都加了pack，否則我們編的Windows程序哪一個也不會正常運行。4、 在 #pragma pack(n) 后一定不要include其他頭文件，若包含的頭文件中改變了align值，將產(chǎn)生非預(yù)期結(jié)果。5、 不要多人同時定義一個 HYPERLINK /key/837/8

15、37.html t _blank 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這樣可以保證一致的pack值。問題：按位運算符 C語言和其它高級語言不同的是它完全支持按位運算符。這與匯編語言的位操作有些相似。 C中按位運算符列出如下: 操作符 作用 & 位邏輯與 | 位邏輯或 位邏輯異或 - 位邏輯反 右移 左移 注意：1、按位運算是對字節(jié)或字中的實際位進行檢測、設(shè)置或移位, 它只適用于字符型和整數(shù)型變量以及它們的變體, 對其它數(shù)據(jù)類型不適用。 2、關(guān)系運算和邏輯運算表達式的結(jié)果只能是1或0。 而按位運算的結(jié)果可以取0或1以外的值。 要注意區(qū)別按位運算符和邏輯運算符的不同, 例如, 若x=7, 則x&8 的值為真(兩個非零值相與

16、仍為非零), 而x&8的值為0。 3、 | 與 |，&與&，與! 的關(guān)系&、| 和 操作符把它們的操作數(shù)當作一個為序列，按位單獨進行操作。比如：10 & 12 = 8，這是因為&操作符把 10 和 12 當作二進制描述 1010 和 1100 ，所以只有當兩個操作數(shù)的相同位同時為 1 時，產(chǎn)生的結(jié)果中相應(yīng)位才為 1 。同理，10 | 12 = 14 ( 1110 )，通過補碼運算，10 = -11 ( 11.110101 )。 &、| 和！操作符把它們的操作數(shù)當作真或假，并且用 0 代表假，任何非 0 值被認為是真。它們返回 1 代表真，0 代表假，對于&和|操作符，如果左側(cè)的操作數(shù)的值就可以

17、決定表達式的值，它們根本就不去計算右側(cè)的操作數(shù)。所以，!10 是 0 ，因為 10 非 0 ；10 & 12 是 1 ，因為 10 和 12 均非 0 ；10 | 12也是 1 ，因為 10 非 0 。并且，在最后一個表達式中，12 根本就沒被計算，在表達式 10 | f( ) 中也是如此。水滴石穿C語言之extern聲明辨析1 基本解釋 HYPERLINK /key/263/495263.html t _blank extern可以置于變量或者 HYPERLINK /key/1456/6456.html t _blank 函數(shù)前，以標示變量或者函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函

18、數(shù)時在其他模塊中尋找其定義。另外，extern也可用來進行鏈接指定。2 問題：extern 變量在一個源文件里定義了一個數(shù)組：char a6;在另外一個文件里用下列語句進行了聲明：extern char *a；請問，這樣可以嗎？ 答案與分析：1)、不可以，程序運行時會告訴你非法訪問。原因在于，指向類型T的指針并不等價于類型T的數(shù)組。extern char *a聲明的是一個指針變量而不是字符數(shù)組，因此與實際的定義不同，從而造成運行時非法訪問。應(yīng)該將聲明改為extern char a 。2)、例子分析如下，如果a = abcd,則外部變量a=0 x61626364 (abcd的ASCII碼值)，*

19、a顯然沒有意義，如下圖：顯然a指向的空間（0 x61626364）沒有意義，易出現(xiàn)非法內(nèi)存訪問。3)、這提示我們，在使用extern時候要嚴格對應(yīng)聲明時的格式，在實際編程中，這樣的錯誤屢見不鮮。4)、extern用在變量聲明中常常有這樣一個作用，你在*.c文件中聲明了一個全局的變量，這個全局的變量如果要被引用，就放在*.h中并用extern來聲明。3 問題：extern 函數(shù)1常常見extern放在函數(shù)的前面成為函數(shù)聲明的一部分，那么， HYPERLINK /key/1574/1574.html t _blank C語言的關(guān)鍵字extern在函數(shù)的聲明中起什么作用？答案與分析：如果函數(shù)的聲明中

20、帶有關(guān)鍵字extern，僅僅是暗示這個函數(shù)可能在別的源文件里定義，沒有其它作用。即下述兩個函數(shù)聲明沒有明顯的區(qū)別：extern int f(); 和int f();當然，這樣的用處還是有的，就是在程序中取代include “*.h”來聲明函數(shù)，在一些復(fù)雜的項目中，我比較習慣在所有的函數(shù)聲明前添加extern修飾。4 問題：extern 函數(shù)2當函數(shù)提供方單方面修改函數(shù)原型時，如果使用方不知情繼續(xù)沿用原來的extern申明，這樣編譯時編譯器不會報錯。但是在運行過程中，因為少了或者多了輸入?yún)?shù)，往往會照成系統(tǒng)錯誤，這種情況應(yīng)該 HYPERLINK /key/4203/549203.html t _

21、blank 如何解決？答案與分析：目前業(yè)界針對這種情況的處理沒有一個很完美的方案，通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供對外部接口的聲明，然后調(diào)用方include該頭文件，從而省去extern這一步。以避免這種錯誤。寶劍有雙鋒，對extern的應(yīng)用，不同的場合應(yīng)該選擇不同的做法。5 問題：extern “C”在C+環(huán)境下使用C函數(shù)的時候，常常會出現(xiàn)編譯器無法找到obj模塊中的C函數(shù)定義，從而導(dǎo)致鏈接失敗的情況，應(yīng)該如何解決這種情況呢？答案與分析： HYPERLINK /key/4186/504186.html t _blank C+語言在編譯的時候為了解決函數(shù)的多態(tài)問題，會將函數(shù)名

22、和參數(shù)聯(lián)合起來生成一個中間的函數(shù)名稱，而C語言則不會，因此會造成鏈接時找不到對應(yīng)函數(shù)的情況，此時C函數(shù)就需要用extern “C”進行鏈接指定，這告訴編譯器，請保持我的名稱，不要給我生成用于鏈接的中間函數(shù)名。下面是一個標準的寫法：/在.h文件的頭上#ifdef _cplusplus#if _cplusplusextern C#endif#endif /* _cplusplus */ /.h文件結(jié)束的地方#ifdef _cplusplus#if _cplusplus#endif#endif /* _cplusplus */水滴石穿C語言之static辨析1、概述static 聲明的變量在C語言中

23、有兩方面的特征：1)、變量會被放在程序的全局存儲區(qū)中，這樣可以在下一次調(diào)用的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆棧變量和堆變量的區(qū)別。2)、變量用static告知編譯器，自己僅僅在變量的作用范圍內(nèi)可見。這一點是它與全局變量的區(qū)別。2、問題：Static的理解關(guān)于static變量，請選擇下面所有說法正確的內(nèi)容：A、若全局變量僅在單個C文件中訪問，則可以將這個變量 HYPERLINK /key/4425/49425.html t _blank 修改為靜態(tài)全局變量，以降低 HYPERLINK /key/4819/54819.html t _blank 模塊間的耦合度；B、若全局變量僅由單個函數(shù)訪

24、問，則可以將這個變量改為該函數(shù)的靜態(tài)局部變量，以降低模塊間的耦合度；C、設(shè)計和使用訪問動態(tài)全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量的函數(shù)時，需要考慮重入問題；D、靜態(tài)全局變量過大，可那會導(dǎo)致堆棧溢出。 答案與分析：對于A，B：根據(jù)本篇概述部分的說明b)，我們知道，A,B都是正確的。對于C：根據(jù)本篇概述部分的說明a)，我們知道，C是正確的（所謂的函數(shù)重入問題，下面會詳細闡述）。對于D：靜態(tài)變量放在程序的全局數(shù)據(jù)區(qū)，而不是在堆棧中分配，所以不可能導(dǎo)致堆棧溢出，D是錯誤的。因此，答案是A、B、C。3、問題：不可重入函數(shù)曾經(jīng)設(shè)計過如下一個函數(shù)，在代碼檢視的時候被提醒有bug，因為這個函數(shù)是不可重入的，為什

25、么？unsigned int sum_int( unsigned int base )unsigned int index;static unsigned int sum = 0; / 注意，是static類型的。 for (index = 1; index 1：int *(*a5)(int, char*);2：void (*b10) (void (*)();3. doube(*)() (*pa)9;答案與分析：對復(fù)雜變量建立一個類型別名的方法很簡單，你只要在傳統(tǒng)的變量聲明表達式里用類型名替代變量名，然后把關(guān)鍵字typedef加在該語句的開頭就行了。 （注：如果你對有些變量的聲明語法感到難以理

26、解，請參閱本系列第十篇的相關(guān)內(nèi)容）。1：int *(*a5)(int, char*);/pFun是我們建的一個類型別名typedef int *(*pFun)(int, char*); /使用定義的新類型來聲明對象，等價于int* (*a5)(int, char*);pFun a5; 2：void (*b10) (void (*)();/首先為上面表達式藍色部分聲明一個新類型typedef void (*pFunParam)();/整體聲明一個新類型typedef void (*pFun)(pFunParam);/使用定義的新類型來聲明對象，等價于void (*b10) (void (*)()

27、;pFun b10;3. doube(*)() (*pa)9; /首先為上面表達式藍色部分聲明一個新類型typedef double(*pFun)();/整體聲明一個新類型typedef pFun (*pFunParam)9;/使用定義的新類型來聲明對象，等價于doube(*)() (*pa)9;pFunParam pa;水滴石穿C語言之編譯器引出的問題本節(jié)主要探討C編譯器下面兩方面的特點所引發(fā)的一系列常見的編程問題。 對C文件進行分別編譯：C程序通常由幾個 HYPERLINK /key/173/15173.html t _blank 小程序（.c文件）組成，編譯器將這幾個小程序分別編譯，然后

28、通過鏈接程序?qū)⑺鼈兘M合在一起形成一個目標代碼。由于編譯器每次只能編譯一個文件，因此它不能立即檢查需要幾個源文件配合才能發(fā)現(xiàn)的錯誤。 對 HYPERLINK /key/1456/6456.html t _blank 函數(shù)的參數(shù)和返回值建立臨時變量C編譯器會對函數(shù)的參數(shù)建立臨時參數(shù)，也可能會對函數(shù)的返回值隱含傳遞一個指針。因為這些臨時變量的隱含性存在，使得在某些情況下，特別是有指針存在的時候，會引發(fā)一系列的問題。 C文件中所包含的頭文件會和 HYPERLINK /key/1574/1574.html t _blank C語言一同編譯C語言中被包含的頭文件是和.c文件一起編譯的，頭文件中的問題會反映

29、到.c文件的編譯中。 問題：C文件的分別編譯我有一個數(shù)組a定義在f1.c中，但是我想在f2.c中計算它的元素個數(shù)，用sizeof可以達到這個目的嗎？ 答案與分析：答案是否定的，你沒有辦法達到目的，本質(zhì)原因是sizeof操作符只是在“編譯時（compile time）”起作用，而C語言的編譯單位是每次單個.c文件進行編譯（其它語言也都如此）。因此，sizeof可以確定同一個源文件中某個數(shù)組的大小，但是對于定義在另一個源文件中的數(shù)組它無能為力了，因為那已經(jīng)是“運行時（run time）”才能確定的事情了。一件事情要想做，總會有辦法的，下面提供有三種可選的辦法來解決這個問題：1)、定義一個全局變量，

30、讓它記住數(shù)組的大小，在另外一個.c文件中我們通過訪問這個全局變量來得到數(shù)組的大小信息（好像有點小題大做得不償失_）。2)、在某個.h文件中用宏定義數(shù)組的大小，例如#define ARRAY_SIZE 50，然后在兩個源文件中都包含這個.h文件，通過直接訪問ARRAY_SIZE來得到定義在不同.c文件中的數(shù)組的大小。3)、設(shè)置數(shù)組的最后一個元素為特殊值，例如0，-1，NULL等，然后我們通過遍歷數(shù)組來尋找這個特殊的結(jié)尾元素，從而判斷數(shù)組的長度（這個辦法效率低，也是笨笨的）。 問題：函數(shù)返回值隱含傳遞指針下面的代碼可以正常工作，但是在程序結(jié)束時會有一個致命錯誤產(chǎn)生。究竟是什么原因呢?struct

31、listchar *item;struct list *next;main (argc, argv).答案與分析：原因很簡單，稍微注意一點不難發(fā)現(xiàn)，在定義結(jié)構(gòu)list的右花括弧后面加一個分號就可以解決這個問題：struct list char *item;struct list *next;；/缺了這個分號可不行！好了，問題是解決了，但，你知道這個錯誤究竟導(dǎo)致了什么致命問題嗎？問題不是表面上那么簡單的，OK，讓我們來看看事情背后的真相。首先看一看下面這段代碼：VOID Func ( struct HYPERLINK /key/3948/3948.html t _blank my_struct

32、stX).struct my_struct stY = .;Func (stY);當調(diào)用函數(shù)Func的時候，是把結(jié)構(gòu)變量stY的值拷貝一份到調(diào)用棧中，從而作為參數(shù)傳遞給函數(shù)FUNC的，這個叫做C語言的參數(shù)值傳遞。我相信這個你一定很清楚，那么，你應(yīng)該知道：如果函數(shù)的返回值是結(jié)構(gòu)變量的話，函數(shù)應(yīng)該如何將值返回給調(diào)用者呢？且看下面這段代碼：struct my_structFunc (VOID).struct my_struct stY = Func();此時函數(shù)Func的返回值是一個結(jié)構(gòu)類型的值，這個返回值被放在內(nèi)存中一個陰暗恐怖的地方，同時安排了一個指針指向這個地方（暫時稱為“神秘指針”），而這個

33、指針會由C語言的編譯器作為一個隱藏參數(shù)傳遞給函數(shù)Func。當函數(shù)Func返回時，編譯器生成的代碼將這個由隱藏指針指向的內(nèi)存區(qū)的值拷貝到返回結(jié)構(gòu)stY中，從而完成將結(jié)構(gòu)變量值返回給調(diào)用者。你明白了上述所講的東東，那么今天問題的真正原因也就呼之欲出了：因為struct list .的定義后面沒有加分號，導(dǎo)致主函數(shù)main (argc, argv)被編譯器理解為是一個返回值為結(jié)構(gòu)變量的函數(shù)，從而期望得到除了argc和argv以外的第三個參數(shù)，也就是我們上面提到的那個隱含傳入的“神秘指針”。可是，大家知道，這里函數(shù)是main函數(shù)，main函數(shù)的參數(shù)是由程序中的啟動代碼（startup code）提供的

34、。而啟動代碼當然認為main()天生就應(yīng)該只得到兩個參數(shù)，要“神秘指針”，當然沒有，如此一來， main()在返回時自作主張地去調(diào)用棧中訪問它的那個并不存在的第三個參數(shù)（即神秘指針），這樣導(dǎo)致非法訪問，產(chǎn)生致命問題。這才是這個問題的真正根源。建議： 1)、盡量將結(jié)構(gòu)變量的指針而不是結(jié)構(gòu)本身作為函數(shù)參數(shù)，否則 HYPERLINK /key/696/450696.html t _blank 函數(shù)調(diào)用時內(nèi)存拷貝的開銷可不小，尤其是對那些調(diào)用頻繁、結(jié)構(gòu)體大的情況。 2)、結(jié)構(gòu)定義的后面一定要加分號，經(jīng)過上面我的大段講述，我相信你不會犯相同的錯誤問題：編譯器會給函數(shù)的參數(shù)隱含制造臨時副本 請問運行下面的

35、Test函數(shù)會有什么樣的結(jié)果？void GetMemory2(char *p, int num)*p = (char *)malloc(num);void Test(void)char *str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, hello);printf(str);答案與分析：這是林銳的C/C+高質(zhì)量編程指南上面的例子，拿來用一下。這樣調(diào)用會產(chǎn)生如下兩個后果：1)、能夠輸出hello2)、內(nèi)存泄漏 另一個相關(guān)問題：請問運行Test函數(shù)會有什么樣的結(jié)果？void GetMemory(char *p)p = (char *)malloc(100);v

36、oid Test(void) char *str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, hello world);printf(str);答案與分析：后果嚴重，運行的結(jié)果是程序崩潰，通過運行調(diào)試我們可以看到，經(jīng)過GetMemory后，Test函數(shù)中的 str仍舊是NULL?？上攵徽{(diào)用strcpy(str, hello world);程序必然崩潰了事。原因分析： C編譯器總是會為函數(shù)的每個參數(shù)制作臨時副本，指針參數(shù)p的副本是 _p，編譯器使 _p = p。如果函數(shù)體內(nèi)的程序修改了_p的內(nèi)容，就導(dǎo)致參數(shù)p的內(nèi)容作相應(yīng)的修改。這就是指針可以用作輸出參數(shù)的原因。在本

37、例中，_p申請了新的內(nèi)存，只是把_p所指的內(nèi)存地址改變了，但是p絲毫未變。所以函數(shù)GetMemory并不能輸出任何東西，如果想要輸出動態(tài)內(nèi)存，請使用指向指針的指針，或者，使用指向引用的指針。問題：頭文件和包含它的.c文件一同編譯問 下面的代碼非常短小，看起來毫無問題，但編譯器會報告一個錯誤，請問問題可能出現(xiàn)在什么地方？#include someheader.hint myint = 0;答案與分析：不用盯著int myint = 0;看，這一句賦值應(yīng)該是C語言中最簡單的語句，問題肯定不會出在它身上，那么問題只可能出現(xiàn)在someheader.h中，最常見的就是該頭文件的最后一行的聲明（函數(shù)也好，

38、變量也好）沒有用分號;結(jié)尾，那么編譯器會將它和myint變量結(jié)合起來考慮，自然就會出錯了。這個問題主要是提醒你，在定位問題時思路要拓寬一點，可能要考慮一下所包含的頭文件是否有問題。結(jié)論：被包含的頭文件是和.c文件一起編譯的，頭文件中的問題會反映到.c文件編譯中去的，切記。水滴石穿C語言之可變參數(shù)問題 HYPERLINK /key/4647/354647.html t _blank 概述C語言中有一種長度不確定的參數(shù)，形如：，它主要用在參數(shù)個數(shù)不確定的函數(shù)中，我們最容易想到的例子是printf函數(shù)。原型：int printf( const HYPERLINK /key/3784/213784.h

39、tml t _blank char *format , argument. );使用例：printf(Enjoy yourself everyday!n);printf(The value is %d!n, value);這種可變參數(shù)可以說是C語言一個比較難理解的部分，這里會由幾個問題引發(fā)一些對它的分析。注意：在C+中有 HYPERLINK /key/2073/202073.html t _blank 函數(shù)重載（overload）可以用來區(qū)別不同函數(shù)參數(shù)的調(diào)用，但它還是不能表示任意數(shù)量的函數(shù)參數(shù)。問題：printf的實現(xiàn)請問，如何自己實現(xiàn)printf函數(shù)，如何處理其中的可變參數(shù)問題？ 答案與分

40、析：在標準C語言中定義了一個頭文件專門用來對付可變參數(shù)列表，它包含了一組宏，和一個va_list的typedef聲明。一個典型實現(xiàn)如下：typedef char* va_list;#define va_start(list) list = (char*)&va_alist#define va_end(list)#define va_arg(list, mode)(mode*) (list += sizeof(mode)-1 自己實現(xiàn)printf：#include int printf(char* format, )va_list ap;va_start(ap, format);int n =

41、vprintf(format, ap);va_end(ap);return n;問題：運行時才確定的參數(shù)有沒有辦法寫一個函數(shù)，這個函數(shù)參數(shù)的具體形式可以在運行時才確定？答案與分析：目前沒有正規(guī)的解決辦法，不過獨門偏方倒是有一個，因為有一個函數(shù)已經(jīng)給我們做出了這方面的榜樣，那就是main()，它的原型是:int main(int argc,char *argv);函數(shù)的參數(shù)是argc和argv。深入想一下，只能在運行時確定參數(shù)形式，也就是說你沒辦法從聲明中看到所接受的參數(shù)，也即是參數(shù)根本就沒有固定的形式。常用的辦法是你可以通過定義一個void *類型的參數(shù)，用它來指向?qū)嶋H的參數(shù)區(qū)，然后在函數(shù)中根

42、據(jù)根據(jù)需要任意解釋它們的含義。這就是main函數(shù)中argv的含義，而argc，則用來表明實際的參數(shù)個數(shù)，這為我們使用提供了進一步的方便，當然，這個參數(shù)不是必需的。雖然參數(shù)沒有固定形式，但我們必然要在函數(shù)中解析參數(shù)的意義，因此，理所當然會有一個要求，就是調(diào)用者和被調(diào)者之間要對參數(shù)區(qū)內(nèi)容的格式，大小， HYPERLINK /key/1912/271912.html t _blank 有效性等所有方面達成一致，否則南轅北轍各說各話就慘了。問題：可變長參數(shù)的傳遞有時候，需要編寫一個函數(shù)，將它的可變長參數(shù)直接傳遞給另外的函數(shù)，請問，這個要求能否實現(xiàn)？答案與分析：目前，你尚無辦法直接做到這一點，但是我們可

43、以迂回前進，首先，我們定義被調(diào)用函數(shù)的參數(shù)為va_list類型，同時在調(diào)用函數(shù)中將可變長參數(shù)列表轉(zhuǎn)換為va_list，這樣就可以進行變長參數(shù)的傳遞了?？慈缦滤荆簐oid subfunc (char *fmt, va_list argp).arg = va_arg (fmt, argp); /* 從argp中逐一取出所要的參數(shù) */.void mainfunc (char *fmt, .)va_list argp;va_start (argp, fmt); /* 將可變長參數(shù)轉(zhuǎn)換為va_list */subfunc (fmt, argp); /* 將va_list傳遞給子函數(shù) */va_end

44、 (argp);.問題：可變長參數(shù)中類型為函數(shù)指針我想使用va_arg來提取出可變長參數(shù)中類型為函數(shù)指針的參數(shù)，結(jié)果卻總是不正確，為什么？答案與分析：這個與va_arg的實現(xiàn)有關(guān)。一個簡單的、演示版的va_arg實現(xiàn)如下：#define va_arg(argp, type) (*(type *)(argp) += sizeof(type) - sizeof(type)其中，argp的類型是char *。如果你想用va_arg從可變參數(shù)列表中提取出函數(shù)指針類型的參數(shù)，例如int (*)()，則va_arg(argp, int (*)()被擴展為：(*(int (*)() *)(argp) +=

45、sizeof (int (*)() -sizeof (int (*)()顯然，（int (*)() *）是無意義的。解決這個問題的辦法是將函數(shù)指針用typedef定義成一個獨立的數(shù)據(jù)類型，例如：typedef int (*funcptr)()；這時候再調(diào)用va_arg(argp, funcptr)將被擴展為：(* (funcptr *)(argp) += sizeof (funcptr) - sizeof (funcptr)這樣就可以通過編譯檢查了。問題：可變長參數(shù)的獲取有這樣一個具有可變長參數(shù)的函數(shù)，其中有下列代碼用來獲取類型為float的實參：va_arg (argp, float);這樣

46、做可以嗎？答案與分析：不可以。在可變長參數(shù)中，應(yīng)用的是加寬原則。也就是float類型被擴展成 HYPERLINK /key/3008/213008.html t _blank double；char, short被擴展成int。因此，如果你要去可變長參數(shù)列表中原來為float類型的參數(shù)，需要用va_arg(argp, double)。對char和short類型的則用va_arg(argp, int)。問題：定義可變長參數(shù)的一個限制為什么我的編譯器不允許我定義如下的函數(shù)，也就是可變長參數(shù)，但是沒有任何的固定參數(shù)？int f (.).答案與分析：不可以。這是ANSI C 所要求的，你至少得定義一個

47、固定參數(shù)。這個參數(shù)將被傳遞給va_start()，然后用va_arg()和va_end()來確定所有實際調(diào)用時可變長參數(shù)的類型和值。水滴石穿C語言之內(nèi)存使用問題：內(nèi)存使用有人寫了一個將整數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串的函數(shù)： HYPERLINK /key/3784/213784.html t _blank char *itoa (int n)char retbuf20;sprintf(retbuf, %d, n);return retbuf;如果我調(diào)用這個函數(shù)：char *str5 = itoa(5)，str5會是什么結(jié)果呢？答案分析：答案是不確定，可以確定的是肯定不是我們想要的 “5”。 retbuf定義在

48、函數(shù)體中，是一個局部變量，它的內(nèi)存空間位于棧（stack）中的某個位置，其作用范圍也僅限于在itoa()這個函數(shù)中。當itoa()函數(shù)退出時，retbuf在調(diào)用棧中的內(nèi)容將被收回，這時，這塊內(nèi)存地址可能存放別的內(nèi)容。因此將retbuf這個局部變量返回給調(diào)用者是達不到預(yù)期的目的的。那么如何解決這個問題呢，不用擔心，方法不但有，而且還不止一個，下面就來闡述三種能解決這個問題的辦法：1)、在itoa()函數(shù)內(nèi)部定義一個static char retbuf20，根據(jù) HYPERLINK /key/385/185385.html t _blank 靜態(tài)變量的特性，我們知道，這可以保證函數(shù)返回后retbu

49、f的空間不會被收回，原因是函數(shù)內(nèi)的靜態(tài)變量并不是放在棧中，而是放在程序中一個叫“.bss”段的地方，這個地方的內(nèi)容是不會因為函數(shù)退出而被收回的。這種辦法確實能解決問題，但是這種辦法同時也導(dǎo)致了itoa()函數(shù)變成了一個不可重入的函數(shù)（即不能保證相同的輸入肯定有相同的輸出），另外， retbuf 中的內(nèi)容會被下一次的調(diào)用結(jié)果所替代，這種辦法不值得推薦。2)、在itoa()函數(shù)內(nèi)部用malloc() 為retbuf申請內(nèi)存，并將結(jié)果存放其中，然后將retbuf返回給調(diào)用者。由于此時retbuf位于堆（heap）中，也不會隨著函數(shù)返回而 HYPERLINK /key/1028/186028.html

50、 t _blank 釋放，因此可以達到我們的目的。但是有這樣一種情況需要注意：itoa()函數(shù)的調(diào)用者在不需要retbuf的時候必須把它釋放，否則就造成內(nèi)存泄漏了，如果此函數(shù)和調(diào)用函數(shù)都是同一個人所寫，問題不大，但如果不是，則比較容易會疏漏此釋放內(nèi)存的操作。3)、將函數(shù)定義為char *itoa（int n， char *retbuf），且retbuf的空間由調(diào)用者申請和釋放，itoa()只是將轉(zhuǎn)換結(jié)果存放到retbuf而已。這種辦法明顯比第一、二種方法要好，既避免了方法1對函數(shù)的影響，也避免了方法2對內(nèi)存分配釋放的影響，是目前一種比較通行的做法。擴展分析：其實就這個問題本身而言，我想大家都可

51、以立刻想到答案，關(guān)鍵在于對內(nèi)存這種敏感資源的正確和合理地利用，下面對內(nèi)存做一個簡單的分析：1)、程序中有不同的內(nèi)存段，包括： HYPERLINK /key/879/215879.html t _blank .data - 已 HYPERLINK /key/1942/201942.html t _blank 初始化全局/靜態(tài)變量，在整個軟件執(zhí)行過程中有效；.bss - 未初始化全局/靜態(tài)變量，在整個軟件執(zhí)行過程中有效；.stack - 函數(shù)調(diào)用棧，其中的內(nèi)容在函數(shù)執(zhí)行期間有效，并由編譯器負責分配和收回；.heap - 堆，由程序顯式分配和收回，如果不收回就是內(nèi)存泄漏。2)、自己使用的內(nèi)存最好還是

52、自己申請和釋放。這可以說是一個內(nèi)存分配和釋放的原則，比如說上面解決辦法的第二種，由itoa()分配的內(nèi)存，最后由調(diào)用者釋放，就不是一個很好的辦法，還不如用第三種，由調(diào)用者自己申請和釋放。另外這個原則還有一層意思是說：如果你要使用一個指針，最好先確信它已經(jīng)指向合法內(nèi)存區(qū)了，如果沒有就得自己分配，要不就是非法指針訪問。很多程序的致命錯誤都是訪問一個沒有指向合法內(nèi)存區(qū)的指針，這也包括空指針。問題：內(nèi)存分配 & sizeof 我使用sizeof來計算一個指針變量，我希望得到這個指針變量所分配的內(nèi)存塊的大小，可以嗎？Char *p = NULL;int nMemSize = 0;p = malloc(1

53、024);nMemSize = sizeof(p);答案與分析： 答案是達不到你的要求，sizeof只能告訴你指針本身占用的內(nèi)存大小。指針所指向的內(nèi)存，如果是malloc分配的，sizeof 是沒有辦法知道的。換句話說，malloc分配的內(nèi)存是沒有辦法向內(nèi)存管理模塊進行事后查詢的，當然你可以自己編寫代碼來維護。 問題：棧內(nèi)存使用 下面程序運行有什么問題？char *GetString(void)char p = hello world;return p;/ 編譯器將提出警告void Test4(void)char *str = NULL;str = GetString();/ str 的內(nèi)容是

54、垃圾cout str = ulAllocedLines)/ * 當前豎向空間已經(jīng)不夠了，通過realloc對其進行擴展。ulAllocedLines += 50; / 每次擴展50行。 ppText = realloc (ppText, ulAllocedLines * (char *);if (NULL = ppText)return; / 內(nèi)存分配失敗，返回 ppTextulCurrLines+ = p; / 橫向“擴展”，指向不定長字符串 問題：指針數(shù)組與數(shù)組指針與指向指針的指針指針和數(shù)組分別有如下的特征：指針：動態(tài)分配，初始空間小數(shù)組：索引方便，初始空間大下面使用高維數(shù)組來說明指針數(shù)組

55、、數(shù)組指針、指向指針的指針各自的適合場合。 多維靜態(tài)數(shù)組:各維均確定，適用于整體空間需求不大的場合，此結(jié)構(gòu)可方便索引，例a1040。 數(shù)組指針：低維確定，高維需要動態(tài)生成的場合，例ax40。int (*pA)5. pA+. 指針數(shù)組：高維確定，低維需要動態(tài)生成的場合，例a10y。int *pAi. pA0 = &b0 指向指針的指針：高、低維均需要動態(tài)生成的場合，例axy。問題：數(shù)組名相關(guān)問題假設(shè)有一個整數(shù)數(shù)組a，a和&a的區(qū)別是什么？答案與分析：a = &a = &a0,數(shù)組名a不占用存儲空間。需要引用數(shù)組(非字符串)首地址的地方，我一般使用&a0，使用a容易和指針混淆，使用&a容易和非指針

56、變量混淆。區(qū)別在于二者的類型。對數(shù)組a的直接引用將產(chǎn)生一個指向數(shù)組第一個元素的指針，而&a的結(jié)果則產(chǎn)生一個指向全部數(shù)組的指針。例如：int a2 = 1, 2;int *p = 0;p = a; /* p指向a0所在的地方 */x = *p; /* x = a0 = 1*/p = &a; /* 編譯器會提示你錯誤，*/*顯示整數(shù)指針與整數(shù)數(shù)組指針不一樣 */問題：函數(shù)指針與指針函數(shù)請問：如下定義是什么意思：int *pF1();int (*pF2)();答案與分析：首先清楚它們的定義： 指針函數(shù)，返回一個指針的函數(shù)。 函數(shù)指針，指向一個函數(shù)的指針。可知： pF1是一個指針函數(shù)，它返回一個指向i

57、nt型數(shù)據(jù)的指針。 pF2是一個函數(shù)指針，它指向一個參數(shù)為空的函數(shù)，這個函數(shù)返回一個整數(shù)。水滴石穿C語言之指針步進辨析基本解釋通過上一篇的分析，我們已經(jīng)很清楚地知道：指針不是一個簡單的類型，它是一個本身和所指向物相復(fù)合的類型。指針的算術(shù)運算（如步進）與指針所指向物的類型密切相關(guān)。 問題：指針步進 & HYPERLINK /key/3883/183883.html t _blank amp; 步進單位下面的代碼中打印出的結(jié)果是幾？int arContext5 =0,1,2,3,4, i, *pAr;pAr = arContext;printf (%dn, *(pAr + 3 * HYPERLIN

58、K /key/2851/182851.html t _blank sizeof (int);答案與分析：這段代碼沒有正確答案，因為這段代碼是錯的，printf將打出無法預(yù)測的內(nèi)存區(qū)的值，其中的原因如下：在 HYPERLINK /key/4077/169077.html t _blank C語言中，指針總是按照它所指向的對象的大小步進。在上面的例子中，pAr是指向整數(shù)類型變量的指針，一個整數(shù)是4個字節(jié)（默認CPU字長是32位），pAr + 1就指向下一個整數(shù)，也就是指針后移4個字節(jié)，而不是說將地址只移動一個字節(jié)。因為C語言編譯器知道每個指針的類型，因此對指針的運算是會自動把所指類型的Size考慮

59、進去的。pAr + 3 * sizeof (int) = pAr + 3 * 4 = pAr + 12 ，因此pAr指向了數(shù)組的第 HYPERLINK /key/738/215738.html t _blank 13個整數(shù)元素。而數(shù)組本身才5個元素，pAr早已經(jīng)超出了界限，所指向的地方當然就是無人可知道的東西了，具體指向什么東西，各種不同的編譯器互不相同?？傊?，肯定不能打印出我們想要的值就是了。指針不是一個簡單的類型，它是一個和指針所指物的類型相復(fù)合的類型。因此，它的算術(shù)運算與指針所指物的類型密切相關(guān)， HYPERLINK /key/193/200193.html t _blank 在C+語言

60、中也是同樣。再比如下面的例子：int a8;int* p = a;int* q = p + 3;p+;指針的加減并不是指針本身的二進制表示加減，要記住，指針是一個元素的地址，它每加一次，就指向下一個元素。所以：int* q = p + 3;q指向從p開始的第三個整數(shù)。p+; p指向下一個整數(shù)。問題：指針步進 & 步進單位轉(zhuǎn)換我有一個char *類型的指針，恰好指向了一個int類型的值，我想讓這個指針跳過int指向下一個char，下面的代碼可以達到這個目的嗎？(int *)p)+;答案與分析：可以。首先我們要清楚語言中左值和右值的概念，C語言中左值是指可以放在“=”左側(cè)，即可以被賦值，右值是可以