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8(成员
e按
8
字节对齐)整除。这样;一共使用了
24个字节。内存布局如下(*表示空闲内存,1表示使用内存。
单位为
1byete):
a
b
TestStruct4的内存布局:1***;1111;
c
TestStruct4。a
TestStruct4。b
d
TestStruct5的内存布局:
1***;
1***;
1111;
****,11111111
这里有三点很重要:
首先,每个成员分别按自己的方式对齐;并能最小化长度。
其次,复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式;这样在成员是复杂
类型时;可以最小化长度。
然后,对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍;这样在处理数组时可以保
证每一项都边界对齐。
补充一下;对于数组;比如:char
a'3';它的对齐方式和分别写
3个
char是一样的。也就是说
它还是按
1个字节对齐。如果写:
typedef
charArray3'3';Array3这种类型的对齐方式还是按
1
个字节对齐;而不是按它的长度。
但是不论类型是什么;对齐的边界一定是
1;2;4;8;16;32;64。。。。中的一个。
另外,注意别的#pragma
pack的其他用法:
#pragma
pack(push)
//保存当前对其方式到
packingstack
#pragma
pack(push;n)等效于
#pragma
pack(push)
#pragma
pack(n)
//n=1;2;4;8;16保存当前对齐方式,设置按
n字节对齐
#pragmapack(pop)
//packingstack出栈,并将对其方式设置为出栈的对齐方
3。7;#运算符
#也是预处理?是的,你可以这么认为。那怎么用它呢?别急,先看下面例子:
#defineSQR(x)
printf(〃Thesquareof
x
is%d。n〃;((x)*(x)));
如果这样使用宏:
SQR(8);
则输出为:
Thesquareof
x
is64。
注意到没有,引号中的字符
x被当作普通文本来处理,而不是被当作一个可以被替换的语言
符号。
假如你确实希望在字符串中包含宏参数,那我们就可以使用
“#”,它可以把语言符号转
化为字符串。上面的例子改一改:
#defineSQR(x)
printf(〃Thesquareof
〃#x〃
is%d。n〃;((x)*(x)));
再使用:
SQR(8);
则输出的是:
Thesquareof
8
is64。
很简单吧?相信你现在已经明白#号的使用方法了。
3。8,##预算符
和#运算符一样,##运算符可以用于宏函数的替换部分。这个运算符把两个语言符号组
合成单个语言符号。看例子:
#define
XNAME(n)
x##n
如果这样使用宏:
XNAME(8)
则会被展开成这样:
x8
看明白了没?##就是个粘合剂,将前后两部分粘合起来。
第四章指针和数组
几乎每次讲课讲到指针和数组时,我总会反复不停的问学生:到底什么是指针?什么
是数组?他们之间到底是什么样的关系。从几乎没人能回答明白到几乎都能回答明白,需
要经历一段“惨绝人寰”的痛。指针是
C/C++的精华,如果未能很好地掌握指针,那
C/C++
也基本等于没学。可惜,对于刚毕业的计算机系的学生,几乎没有人真正完全掌握了指针
和数组、以及内存管理,甚至有的学生告诉我说:他们老师认为指针与数组太难,工作又
少用,所以没有讲解。对于这样的学校与老师,我是彻底的无语。我没有资格去谴责或是
鄙视谁,只是窃以为,这个老师肯怕自己都未掌握指针。大学里很多老师并未真正写过多
少代码,不掌握指针的老师肯定存在,这样的老师教出来的学生如何能找到工作?而目前
市面上的书对指针和数组的区别也是几乎避而不谈,这就更加加深了学生掌握的难度。我
平时上课总是非常细致而又小心的向学生讲解这些知识,生怕一不小心就讲错或是误导了
学生。还好,至少到目前为止,我教过的学生几乎都能掌握指针和数组及内存管理的要点,
当然要到能运用自如的程度还远远不够,这需要大量的写代码才能达到。另外需要说明的
是,讲课时为了让学生深刻的掌握这些知识,我举了很多各式各样的例子来帮助学生理解。
所以,我也希望读者朋友能好好体味这些例子。
三个问题:
A),什么是指针?
B),什么是数组?
C),数组和指针之间有什么样的关系?
4。1,指针
4。1。1,指针的内存布局
先看下面的例子:
int*p;
大家都知道这里定义了一个指针
p。但是
p到底是什么东西呢?还记得第一章里说过,
“任何一种数据类型我们都可以把它当一个模子”吗?p,毫无疑问,是某个模子咔出来的。
我们也讨论过,任何模子都必须有其特定的大小,这样才能用来“咔咔咔”。那咔出
p的这
个模子到底是什么样子呢?它占多大的空间呢?现在用
sizeof测试一下(
32位系统):sizeof
(p)的值为
4。嗯,这说明咔出
p的这个模子大小为
4个
byte。显然,这个模子不是“
int”,
虽然它大小也为
4。既然不是“
int”那就一定是“
int*”了。好,那现在我们可以这么理解
这个定义:
一个“
int*”类型的模子在内存上咔出了
4个字节的空间,然后把这个
4个字节大小的
空间命名为
p,同时限定这
4个字节的空间里面只能存储某个内存地址,即使你存入别的任
何数据,都将被当作地址处理,而且这个内存地址开始的连续
4个字节上只能存储某个
int
类型的数据。
这是一段咬文嚼字的说明,我们还是用图来解析一下:
4bytepp4p0x0000FF00100x0000FF00int0x0000FF00p4bytep
如上图所示,我们把
p称为指针变量
;p里存储的内存地址处的内存称为
p所指向的内存。
指针变量
p里存储的任何数据都将被当作地址来处理。
我们可以简单的这么理解:一个基本的数据类型(包括结构体等自定义类型)加上
“*”
号就构成了一个指针类型的模子。这个模子的大小是一定的,与“
*”号前面的数据类型无
关。“*”号前面的数据类型只是说明指针所指向的内存里存储的数据类型。所以,在
32位
系统下,不管什么样的指针类型,其大小都为
4byte。可以测试一下
sizeof(void
*)。
4。1。2,“*”与防盗门的钥匙
这里这个“
*”号怎么理解呢?举个例子:当你回到家门口时,你想进屋第一件事就是
拿出钥匙来开锁。那你想想防盗门的锁芯是不是很像这个
“*”号?你要进屋必须要用钥匙,
那你去读写一块内存是不是也要一把钥匙呢?这个“
*”号就是不是就是我们最好的钥匙?
使用指针的时候,没有它,你是不可能读写某块内存的。
4。1。3,int
*p
=NULL和*p
=NULL有什么区别?
很多初学者都无法分清这两者之间的区别。我们先看下面的代码:
int*p
=
NULL;
这时候我们可以通过编译器查看
p的值为
0x00000000。这句代码的意思是:定义一个指针
变量
p,其指向的内存里面保存的是
int类型的数据;在定义变量
p的同时把
p的值设置为
0x00000000,而不是把*p的值设置为
0x00000000。这个过程叫做初始化,是在编译的时候
进行的。
明白了什么是初始化之后,再看下面的代码:
int*p;
*p
=
NULL;
同样,我们可以在编译器上调试这两行代码。第一行代码,定义了一个指针变量
p,其指向
的内存里面保存的是
int类型的数据;但是这时候变量
p本身的值是多少不得而知,也就是
说现在变量
p保存的有可能是一个非法的地址。第二行代码,给
*p赋值为
NULL,即给
p
指向的内存赋值为
NULL;但是由于
p指向的内存可能是非法的,所以调试的时候编译器可
能会报告一个内存访问错误。这样的话,我们可以把上面的代码改写改写,使
p指向一块合
法的内存:
inti
=10;
int*p
=
&i;
*p
=
NULL;
在编译器上调试一下,我们发现
p指向的内存由原来的
10变为
0了;而
p本身的值,即内
存地址并没有改变。
经过上面的分析,相信你已经明白它们之间的区别了。不过这里还有一个问题需要注
意,也就是这个
NULL。初学者往往在这里犯错误。
注意
NULL就是
NULL,它被宏定义为
0:
#defineNULL0
很多系统下除了有
NULL外,还有
NUL(VisualC++6。0上提示说不认识
NUL)。NUL是
ASCII
码表的第一个字符,表示的是空字符,其
ASCII码值为
0。其值虽然都为
0,但表示的意思
完全不一样。同样,NULL和
0表示的意思也完全不一样。一定不要混淆。
另外还有初学者在使用
NULL的时候误写成
null或
Null等。这些都是不正确的,C语
言对大小写十分敏感啊。当然,也确实有系统也定义了
null,其意思也与
NULL没有区别,
但是你千万不用使用
null,这会影响你代码的移植性。
4。1。4,如何将数值存储到指定的内存地址
假设现在需要往内存
0x12ff7c地址上存入一个整型数
0x100。我们怎么才能做到呢?我
们知道可以通过一个指针向其指向的内存地址写入数据,那么这里的内存地址
0x12ff7c其
本质不就是一个指针嘛。所以我们可以用下面的方法:
int*p
=
(int*)0x12ff7c;
*p
=
0x100;
需要注意的是将地址
0x12ff7c赋值给指针变量
p的时候必须强制转换。至于这里为什
么选择内存地址
0x1