C语言学习笔记整理

 

一.sizeof()

1.sizeof的使用:sizeof 操作符以字节形式给出了其操作数的存储大小.

sizeof操作符不能用于函数类型，不完全类型或位字段。不完全类型指具有未知存储大小的数据类型，如未知存储大小的数组类型、未知内容的结构或联合类型、void类型等。

 2. sizeof 的结果:sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中typedef为unsigned　int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。

int、 unsigned　int　、 short　int、 unsigned　short　、 long　int　、 unsigned　long　、 float、d ouble、 long　double 类型的sizeof　在ANSI　C中没有具体规定，大小依赖于实现，一般可能分别为2、2、2、2、4、4、4、8、10。

当操作数是指针时，sizeof依赖于编译器。near类指针字节数为2，far、huge类指针字节数为4。 一般Unix的指针字节数为4。

当操作数具有数组类型时，其结果是数组的总字节数,联合类型操作数的sizeof是其最大字节成员的字节数。

结构类型操作数的sizeof是这种类型对象的总字节数， 包括任何垫补在内.

 

如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参，sizeof给出其指针的大小。

struct MyStruct

{

char dda;//偏移量为 0，满足对齐方式，dda占用1个字节；

double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为 1，不是sizeof(double)=8

//的倍数，需要补足 7个字节才能使偏移量变为8（满足对齐

//方式），因此 VC自动填充7个字节，dda1存放在偏移量为8

//的地址上，它占用 8个字节。

int type； //下一个可用的地址的偏移量为16，是sizeof(int)=4的倍

//数，满足 int的对齐方式，所以不需要VC自动填充，type存

//放在偏移量为 16的地址上，它占用4个字节。

}； //所有成员变量都分配了空间，空间总的大小为1+7+8+4=20，不是结构

//的节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数 sizeof

//(double)=8）的倍数，所以需要填充 4个字节，以满足结构的大小为

//sizeof(double)=8 的倍数

所以该结构总的大小为：sizeof(MyStruc)为1+7+8+4+4=24。其中总的有7+4=11个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西.

 二.malloc()与 alloc()

 

C语言跟内存 分配方式

（1） 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。

（2） 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于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

（ 3 ） 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 或 new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用 free 或 delete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多

C语言跟内存申请相关的函数主要有 alloca,calloc,malloc,free,realloc,sbrk等.

其中alloca是向栈申请内存,因此无需释放. malloc分配的内存是位于堆中的,并且没有

初始化内存的内容,因此基本上malloc之后,调用函数memset来初始化这部分的内存空间.

calloc则将初始化这部分的内存,设置为0. 而realloc则对malloc申请的内存进行大小的

调整 . 申请的内存最终需要通过函数 free 来释放 . 而 sbrk 则是增加数据段的大小 ;

 malloc/calloc/free基本上都是C函数库实现的,跟OS无关.C函数库内部通过一定的

结构来保存当前有多少可用内存.如果程序malloc的大小超出了库里所留存的空间,那么

将首先调用brk系统调用来增加可用空间,然后再分配空间.free时,释放的内存并不立即

返回给os,而是保留在内部结构中. 可以打个比方: brk类似于批发,一次性的向OS申请大

的内存,而malloc等函数则类似于零售,满足程序运行时的要求.这套机制类似于缓冲.

使用这套机制的原因 : 系统调用不能支持任意大小的内存分配(有的系统调用只支持固定大小以及其倍数的内存申请,这样的话,对于小内存的分配会造成浪费; 系统调用申请内存代价昂贵,涉及到用户态和核心态的转换.

函数malloc()和calloc()都可以用来分配动态内存空间，但两者稍有区别。     

    malloc()函数有一个参数，即要分配的内存空间的大小：      

    Void *malloc(size_t size);   

    calloc()函数有两个参数，分别为元素的数目和每个元素的大小，这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小：     

    void *calloc(size_t numElements，size_t sizeOfElement)；

    如果调用成功，函数malloc()和calloc()都将返回所分配的内存空间的首地址。

    malloc() 函数和calloc()函数的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间，而后者能。如果由malloc()函数分配的内存空间原来没有被使用过，则其中 的每一位可能都是0；反之，如果这部分内存空间曾经被分配、释放和重新分配，则其中可能遗留各种各样的数据。也就是说，使用malloc()函数的程序开 始时(内存空间还没有被重新分配)能正常运行，但经过一段时间后(内存空间已被重新分配)可能会出现问题。

    calloc() 函数会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零，也就是说，如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存，那么这些元素将保证会被初始化为零；如果你是 为指针类型的元素分配内存，那么这些元素通常(但无法保证)会被初始化为空指针；如果你是为实数类型的元素分配内存，那么这些元素可能(只在某些计算机 中)会被初始化为浮点型的零。

    malloc() 函数和calloc()函数的另一点区别是calloc()函数会返回一个由某种对象组成的数组，但malloc()函数只返回一个对象。为了明确是为一 个数组分配内存空间，有些程序员会选用calloc()函数。但是，除了是否初始化所分配的内存空间这一点之外，绝大多数程序员认 为以下两种函数调用方式没有区别：

    calloc(numElements ，sizeOfElement)；

    malloc(numElements *sizeOfElement) ；

    需要解释的一点是，理论上(按照ANSIC标准)指针的算术运算只能在一个指定的数组中进行，但是在实践中，即使C编译程序或翻译器遵循这种规定，许多C 程序还是冲破了这种限制。因此，尽管malloc()函数并不能返回一个数组，它所分配的内存空间仍然能供一个数组使用(对realloc()函数来说同 样如此，尽管它也不能返回一个数组)。

    总之，当你在calloc()函数和malloc()函数之间作选择时，你只需考虑是否要初始化所分配的内存空间，而不用考虑函数是否能返回一个数组。

    当程序运行过程中malloc了,但是没有free的话,会造成内存泄漏.一部分的内存没有

被使用,但是由于没有free,因此系统认为这部分内存还在使用,造成不断的向系统申请内

存,是的系统可用内存不断减少.但是,内存泄漏仅仅指程序在运行时,程序退出时,OS将回

收所有的资源.因此,适当的重起一下程序,有时候还是有点作用.