第八章-存儲(chǔ)空間組織節(jié)

CH8運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)空間組織編譯程序總框

符號(hào)表詞法分析器語(yǔ)法分析器語(yǔ)義分析器代碼優(yōu)化出錯(cuò)處理源程序目標(biāo)程序單詞符號(hào)集語(yǔ)法單位集中間代碼程序中間代碼程序目標(biāo)代碼生成存儲(chǔ)空間組織存儲(chǔ)空間分配策略1).靜態(tài)分配存儲(chǔ)分配由編譯程序在編譯時(shí)進(jìn)行；2).動(dòng)態(tài)分配在編譯時(shí)生成相應(yīng)(申請(qǐng)空間)的目標(biāo)程序，在目標(biāo)程序運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行該代碼，進(jìn)行存儲(chǔ)分配。（有：棧式存儲(chǔ)分配，堆式存儲(chǔ)分配）影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征1).過(guò)程能否遞歸調(diào)用；ProgramPP(input,output);vark:integer;FunctionF(n:integer):integer;beginifn<=0thenF:=1elseF:=n*F(n-1);end;beginK:=F(10);…end.執(zhí)行順序：PP→F1→F2→···每一次調(diào)用F，需要一套數(shù)據(jù)區(qū)影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征2).是否有可變數(shù)組（可變數(shù)組的大小創(chuàng)建時(shí)決定）；Pascal:thepoint:arrayof

integer;

setlength(thepoint,5);

在C99，實(shí)現(xiàn)了變長(zhǎng)數(shù)組：用(整型)變量或表達(dá)式聲明的數(shù)組。（在C90和C++，方括號(hào)內(nèi)必須是常數(shù)值）。例：int

f

(void)

;

int

main(void)

{

int

size

=

4;

int

a[size];

//

ok

in

only

C99

int

b[size*size];

//

ok

in

only

C99

int

c[

f()

];

//

ok

in

only

C99影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征3).過(guò)程能否訪問(wèn)非局部且非全局的變量如：Pascal語(yǔ)言的過(guò)程嵌套聲明,內(nèi)層可以訪問(wèn)外層定義的名字ProgramB1(input,output);consta=10;varb,c:integer;procedureB2(x:real);varf,g:real;procedureB3(y:real);constb=5;varj:real;beginj:=f*B3(a)+b;end;{B3}begin……;begin……;end;{B2}begin……;end;{B1,主程序}其中：j,b——B3

f——B2a——B1影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征4).是否有分程序結(jié)構(gòu)（分程序中可以有變量聲明）#include<stdio.h>inttest=5;voidfun1();voidmain(){inttest=10;fun1();printf(“2--%d\n”,test);{inttest=15;printf(“3--%d\n”,test);}}voidfun1(){printf(“1--%d\n”,test);}全局名：5main定義的局部名：10分程序定義的局部名：15影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征5).名字的作用域如，C語(yǔ)言的static，extern。動(dòng)態(tài)局部變量（離開函數(shù)，值就消失）靜態(tài)局部變量（離開函數(shù)，值仍保留）靜態(tài)全局變量（只限本文件引用）全局變量（允許其它文件引用）

影響存儲(chǔ)分配策略的源語(yǔ)言主要特征6).過(guò)程調(diào)用時(shí)如何傳遞參數(shù)；如：傳值，傳地址，得結(jié)果，傳名等。7).哪些實(shí)體可以作為參數(shù)和返回值；如：簡(jiǎn)單變量，結(jié)構(gòu)變量，標(biāo)號(hào)，過(guò)程等，是否可以做為參數(shù)被傳遞和做為結(jié)果被返回？7).是否允許動(dòng)態(tài)的為對(duì)象分配存儲(chǔ)空間；

如：C：malloc、calloc；pascal：New、GetMem8).存儲(chǔ)空間是否必須顯式地釋放如：C：freepascal：Dispose、FreeMem§8.1目標(biāo)程序運(yùn)行時(shí)的活動(dòng)§8.1.1過(guò)程的活動(dòng)1).過(guò)程的活動(dòng):該過(guò)程的一次執(zhí)行(調(diào)用)。2).過(guò)程活動(dòng)的生存期:

從執(zhí)行過(guò)程P的過(guò)程體的第一步操作到最后一步操作之間的操作序列；包括執(zhí)行P時(shí)調(diào)用其他過(guò)程(如Q)花費(fèi)的時(shí)間。3).過(guò)程遞歸：

若過(guò)程尚未退出當(dāng)前活動(dòng)，又開始其新的活動(dòng)。過(guò)程遞歸可以是間接達(dá)到的。如：P→Q→R→Pprogrammain(input，output)；

varA，B：integer；

procedureQ(X:integer);

begin

…end;

procedureP(X,Y,Z:integer);

begin

Y:=Y+1；Z:=Z+X；ifZ>0thenQ(Z)elseP(X,Y,Z);end;

beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘A=’，A）

end.過(guò)程定義過(guò)程調(diào)用1).過(guò)程的活動(dòng)2).過(guò)程活動(dòng)的生存期3).過(guò)程遞歸參參數(shù)數(shù)傳傳遞遞過(guò)程程(函函數(shù)數(shù))：：結(jié)構(gòu)構(gòu)化化程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的主主要要手手段段；；節(jié)省程程序代代碼和和擴(kuò)充充語(yǔ)言言能力力的主主要途途徑；；只要有有過(guò)程程定義義，就就可以以在別別的程程序單單位調(diào)調(diào)用它它。調(diào)調(diào)用者者(程程序單單位)與被被調(diào)用用者(過(guò)程程)之之間間的信信息傳傳遞主主要通通過(guò)“全局局量””和“參數(shù)數(shù)”來(lái)完成成。如果把把數(shù)據(jù)據(jù)看成成內(nèi)容容物的的話，，那么么裝載載數(shù)據(jù)據(jù)的容容器就就是變變?cè)?。。主程序?過(guò)過(guò)程調(diào)用者者被調(diào)用用者變?cè)^(guò)程變?cè)刂茢?shù)據(jù)流流數(shù)據(jù)流流:⑴.從從調(diào)用者者的變?cè)?>被調(diào)用用過(guò)程程的變?cè)?；?被調(diào)用用過(guò)程程對(duì)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行計(jì)算算處理理；⑶.過(guò)過(guò)程結(jié)結(jié)束返返回時(shí)時(shí)，把把數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)果果=>調(diào)用者者的變?cè)辉谕瓿沙蓪?duì)過(guò)過(guò)程中中代碼碼段的的調(diào)用用執(zhí)行行的同同時(shí)，，也完成成了與與過(guò)程程的數(shù)數(shù)據(jù)交交換信息傳傳遞中中，涉涉及到到兩類類參數(shù)數(shù):⑴屬于被調(diào)用用過(guò)程程：用于表表示相相應(yīng)數(shù)數(shù)據(jù)在在過(guò)程程執(zhí)行行當(dāng)中中的含含義——形形式式參數(shù)數(shù)（形形參，，或啞啞元））programmain（input,output））；varA，B：：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘‘A=’，，A））end.形式參參數(shù)信息傳傳遞中中，涉涉及到到兩類類參數(shù)數(shù):⑵屬屬于調(diào)用者者：用于裝裝載調(diào)調(diào)用者者對(duì)被被調(diào)過(guò)過(guò)程的的輸入入/輸輸出數(shù)數(shù)據(jù)；；——實(shí)實(shí)在在參數(shù)數(shù)（（實(shí)參參））programmain（input,output））；varA，B：：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘‘A=’，，A））end.實(shí)在參參數(shù)形參與與實(shí)參參之間間按照照從左左到右右的順順序一一一對(duì)對(duì)應(yīng)。。即：處處于兩兩個(gè)列列表的的相同同位置置的變變?cè)?，意味味著它它們是相互互關(guān)聯(lián)聯(lián)的。。形-實(shí)實(shí)對(duì)應(yīng)應(yīng)的主主要方方式：：傳值值，傳傳地址址，得得結(jié)果果，傳傳名programmain（input,output））；varA，B：：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘‘A=’，，A））end.實(shí)在參參數(shù)形式參參數(shù)傳值調(diào)調(diào)用（（Callbyvalue））調(diào)用者者計(jì)算算出實(shí)實(shí)在參參數(shù)的的值，，并將將其傳傳送給給過(guò)程程的形式參參數(shù)。。⑴調(diào)調(diào)用者者計(jì)算算實(shí)參參的值值，放放在過(guò)過(guò)程可可以取取到的的地方方；⑵過(guò)過(guò)程取取出實(shí)實(shí)參的的值，，放在在過(guò)程程內(nèi)對(duì)對(duì)應(yīng)的的形式式單元元中(過(guò)程程的活活動(dòng)記記錄中中開辟辟的存存儲(chǔ)空空間)；⑶過(guò)過(guò)程執(zhí)執(zhí)行時(shí)時(shí)，像像局部部名一一樣使使用這這些形形式單單元。。C參數(shù)為普通變量voidsub(intx,inty)pascal值參procedureP(x,y:integer)programmain(input，output);varA，B：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘A=’，，A）end.主程序子程序T5X5A2Y23B3Z27此種參數(shù)數(shù)傳遞方方法，過(guò)程內(nèi)對(duì)參參數(shù)的變動(dòng)動(dòng)不會(huì)影響響到“調(diào)用者”輸出結(jié)果：：A=2傳地址(引用調(diào)調(diào)用)(Call-by-address)調(diào)用者把一一個(gè)指向?qū)崒?shí)參的存儲(chǔ)儲(chǔ)地址的指指針，傳遞遞給過(guò)程的的形參。⑴實(shí)參是是名字：傳傳遞其地址址；實(shí)參是表達(dá)達(dá)式：計(jì)算算表達(dá)式值值且存放在在某一存儲(chǔ)單元，，將該存儲(chǔ)儲(chǔ)單元地址址傳遞過(guò)去去。⑵過(guò)程中中對(duì)形參的的引用和賦賦值，都變變成對(duì)傳遞遞來(lái)的指針的的間接引用用訪問(wèn)。C參數(shù)為指針變量voidsub(int*sum)數(shù)組作為參數(shù)voidFunc(intarr[5])pascal變參procedureP(Varx,y:integer)programmain(input，output);varA，B：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；Z:=Z+X；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘‘A=’，，A）end.主程序T5A238B3子程序X↑TY↑AZ↑A輸出結(jié)果：：A=8C語(yǔ)言參數(shù)例例#include<stdio.h>voidsub(intx,inty,int*sum){*sum=x+y;}main(){intx=9,y=10,s=1;sub(x,y,&s);printf("%d\n",s);}答案:19其中：x,y—傳值值sum——傳傳地址址其中：：x——傳傳值y—傳地址址#include<stdio.h>intx,y,z;voidp(int*x,inty){++*x;y--;z=*x+y;printf("%d,%d,%d\n",*x,y,z);}voidmain(){x=2;y=3;z=4;p(&x,y);printf("%d,%d,%d\n",x,y,z);p(&y,x);printf("%d,%d,%d\n",x,y,z);}3,2,53,3,54,2,63,4,6得結(jié)果果(Callbyresult)或或復(fù)復(fù)制恢恢復(fù)(Copy-Restore)⑴被被調(diào)用用過(guò)程程為每每個(gè)形形參設(shè)設(shè)置兩兩個(gè)形形式單單元；；分別存存地址址、值值。⑵調(diào)調(diào)用者者把實(shí)實(shí)在參參數(shù)的的地址址和值值同時(shí)時(shí)傳遞遞到被被調(diào)用用過(guò)程中中；⑶被被調(diào)用用過(guò)程程直接接使用用實(shí)參參的值值；⑷過(guò)過(guò)程返返回時(shí)時(shí)，把把形參參的現(xiàn)現(xiàn)行值值復(fù)制制到相相應(yīng)的的實(shí)在在參數(shù)的的地址址中,將計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果返返回給給調(diào)用用者。。（Ada，pascal)programmain(input，output);varA，，B：：integer；；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘‘A=’，，A））end.主程序T5A237B3子程序X↑T5Y↑A23Z↑A27或:主程序T5A27

3B3結(jié)果：：A=7(左左→右右)或：A=3(右→→左)傳名調(diào)調(diào)用或或：換換名調(diào)調(diào)用(Call-by-Name)調(diào)用者者將實(shí)實(shí)在參參數(shù)的的名字字傳給給被調(diào)調(diào)用過(guò)過(guò)程中中相應(yīng)的的形式式參數(shù)數(shù)；被調(diào)用用過(guò)程程的過(guò)過(guò)程體體中，，所有有的形形式參參數(shù)都都用相應(yīng)實(shí)實(shí)在參數(shù)數(shù)的名字字進(jìn)行替替換；ALGOL使使用的一一種參數(shù)數(shù)傳遞方方式programmain(input,output);varA，B：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginY:=Y+1；；Z:=Z+X；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘A=’，，A）grammain(input,output);varA，B：integer；procedureP(X,Y,Z:integer);beginA:=A+1；；A:=A+(A+B)；end;beginA:=2;B:=3;P(A+B,A,A);writeln(‘A=’，，A）end.主程序TAB52393輸出結(jié)果果：A=9§8.2運(yùn)運(yùn)行時(shí)存存儲(chǔ)器的的劃分運(yùn)運(yùn)行行時(shí)存儲(chǔ)儲(chǔ)器的劃劃分一個(gè)目標(biāo)標(biāo)程序運(yùn)運(yùn)行所需需的存儲(chǔ)儲(chǔ)空間包包括:存放目標(biāo)標(biāo)代碼的的空間存放數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)目的的空間存放程序序運(yùn)行的的控制或或連接數(shù)數(shù)據(jù)所需需單元(控制棧棧)一個(gè)程序序在運(yùn)行行時(shí)刻的的內(nèi)存劃劃分:代碼(Code)靜態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)(StaticData)棧(Stack)堆(Heap)絕大多數(shù)數(shù)高級(jí)語(yǔ)語(yǔ)言，執(zhí)執(zhí)行時(shí)不不能改變代代碼，所所以在編編譯時(shí)，，所有代碼碼(包括括每個(gè)過(guò)過(guò)程的入入口點(diǎn))地地址都是是可計(jì)算算的。過(guò)程1的代碼過(guò)程2的代碼...過(guò)程n的代碼過(guò)程1入入口→過(guò)程2入入口→過(guò)程n入入口→代碼區(qū)內(nèi)容代碼區(qū)大小靜態(tài)確定位置靜態(tài)確定靜態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)：編譯時(shí)就就可以確確定存儲(chǔ)儲(chǔ)位置的的數(shù)據(jù)。。如：*)FORTRAN77：：所有的的數(shù)據(jù)；；*)Pascal：：全全局變量量；*)C：：外部變變量，靜態(tài)變變量；對(duì)常量，常數(shù)數(shù)：編譯時(shí)已知其其內(nèi)容，且值值不變。通常常由編譯程序序直接插入到到代碼中，不不分配數(shù)據(jù)空空間。內(nèi)容數(shù)據(jù)段靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)大小靜態(tài)確定位置靜態(tài)確定目標(biāo)代碼靜態(tài)數(shù)據(jù)棧堆棧區(qū)：用于符合后進(jìn)先出使用用風(fēng)格的數(shù)據(jù)據(jù)；*)過(guò)程運(yùn)運(yùn)行的控制及及連接數(shù)據(jù)；；*)過(guò)程的的局部變量、、形式參數(shù)等等；目標(biāo)代碼靜態(tài)數(shù)據(jù)棧堆堆區(qū)：用于不符合后進(jìn)先出使用用風(fēng)格的數(shù)據(jù)據(jù)；*)動(dòng)態(tài)申請(qǐng)地址址空間的變量量。其中：“棧區(qū)區(qū)”和“堆區(qū)區(qū)”的大小是是隨著程序的的運(yùn)行而改變的，因此此兩者采用對(duì)對(duì)開式使用。?！?.2.2活動(dòng)記記錄過(guò)程在一次活活動(dòng)(執(zhí)行)中所需要的的信息，存放放在一片連續(xù)續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)中中，稱為一個(gè)個(gè)活動(dòng)記錄。。過(guò)程調(diào)用產(chǎn)產(chǎn)生新的活動(dòng)動(dòng)記錄。活動(dòng)記錄中至至少應(yīng)該存放放兩類信息：：1.控制信信息：*）控制活動(dòng)動(dòng)的正確調(diào)用用與返回；(如：返回地地址)*）控制活動(dòng)動(dòng)記錄的正確確切換；(如如：動(dòng)態(tài)鏈)2.訪問(wèn)信信息：用于為當(dāng)前活活動(dòng)提供對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)（本地?cái)?shù)數(shù)據(jù)、非本地地?cái)?shù)據(jù)）的訪問(wèn)問(wèn)。（如：：SP，局部部數(shù)據(jù)區(qū)）活動(dòng)記錄結(jié)構(gòu)構(gòu)TOP→臨時(shí)單元內(nèi)情向量局部變量形式單元靜態(tài)鏈動(dòng)態(tài)鏈SP→返回地址

指向：調(diào)用本本過(guò)程前，最最新活動(dòng)記錄地址址指向：靜態(tài)直直接外層過(guò)程程最新活動(dòng)記錄地址址相應(yīng)實(shí)在參數(shù)數(shù)的地址或值值現(xiàn)行過(guò)程活動(dòng)動(dòng)記錄在棧頂位置指向：現(xiàn)行過(guò)過(guò)程活動(dòng)記錄錄在棧里的起始始位置局部數(shù)據(jù)區(qū)連接數(shù)據(jù)TOP→臨時(shí)單元內(nèi)情向量局部變量形式單元靜態(tài)鏈動(dòng)態(tài)鏈SP→返回地址

局部數(shù)據(jù)區(qū)局部數(shù)據(jù)區(qū)：：*)靜態(tài)可確確定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)據(jù)如：簡(jiǎn)單類型型的局部變量量，形式單元臨時(shí)變量對(duì)此種名字的訪訪問(wèn)方式：設(shè)名字u，引用方式可可表示為變址訪問(wèn):LDR1,x[SP]x:名字u相對(duì)于活動(dòng)記記錄起點(diǎn)的地址，在編編譯時(shí)可確定定?；顒?dòng)記錄的大大小，是靜態(tài)態(tài)確定的。局部數(shù)據(jù)區(qū)：：*）動(dòng)態(tài)確定定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)據(jù)的訪問(wèn)信息如：可變數(shù)組組的內(nèi)情向量量；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)的的首地址指針針對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的引用需要經(jīng)過(guò)兩步步：⑴LDR1，x[SP]找到起始地址址(如內(nèi)情向向量)⑵LDR2,h[R1]x:名字u的訪問(wèn)信息息地址(如：：首地址)h：u與首地地址的偏移量量。(如：A[3]與A[1]之間間相差2)TOP→臨時(shí)單元內(nèi)情向量局部變量形式單元靜態(tài)鏈動(dòng)態(tài)鏈SP→返回地址

局部數(shù)據(jù)區(qū)9、靜靜夜夜四四無(wú)無(wú)鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。1月月-231月月-23Sunday,January1,202310、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。21:02:1921:02:1921:021/1/20239:02:19PM11、以以我我獨(dú)獨(dú)沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。1月月-2321:02:1921:02Jan-2301-Jan-2312、故人江海海別，幾度度隔山川。。。21:02:1921:02:1921:02Sunday,January1,202313、乍乍見見翻翻疑疑夢(mèng)夢(mèng)，，相相悲悲各各問(wèn)問(wèn)年年。。。。1月月-231月月-2321:02:1921:02:19January1,202314、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國(guó)國(guó)見青山。。。01一月月20239:02:19下下午21:02:191月-2315、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。。一月239:02下下午午1月-2321:02January1,202316、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2023/1/121:02:1921:02:1901January202317、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線線向向前前。。。。9:02:19下下午午9:02下下午午21:02:191月月-239、沒(méi)有失敗，，只有暫時(shí)停停止成功！。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒(méi)沒(méi)有。。21:02:1921:02:1921:021/1/20239:02:19PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。1月-2321:02:1921:02Jan-2301-Jan-2312、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿，留一一份不足，可可得無(wú)限完美美。。21:02:1921:02:1921:02Sunday,January1,202313、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。1月-231月-2321:02:2021:02:20January1,20