Linux C 学习笔记 十一

动态内存分配

stack

局部变量

函数执行(压栈、弹栈)

code 代码区(只能读,不能修改)

函数代码

字符串常量,所有双引号包裹的字符串

data 数据区

全局变量

静态变量(static修饰)

heap 堆区

 

动态内存分配

在程序中按照需要和在需要时分配内存的方式叫做动态分配内存,动态内存在堆上分配。

 

size_t 等同于当前平台的unsigned int

ssize_t ——————–> signed int

 

申请与释放

申请

malloc()

calloc()

realloc()

释放

free()

 

void *malloc(size_t size);

允许从空闲内存池中分配连续内存

size 参数是一个所需字节数的整数;

返回一个只想void类型的指针,在使用时要根据需要做强制类型转换

 

void *calloc(size_t num_elements,size_t element_size);

分配的内存被初始化为0

num_element:所需元素的数量

element_size:每个元素的字节数

 

void *realloc(void *ptr,size_t new_size);

必须是已经申请到了的内存,new_size 是表示新的内存的大小,而不是说你想要增加或者减少的值的多少。

ptr指向的内存基础上扩大或者缩小内存。

 

 

Void free(void *pointer)

 

 

 

api中说malloc是不会初始化的,但是实际上在程序运行时程序一开始时会初始化一下

 

malloc calloc的区别在于,calloc 申请后会初始化一下为0

 

 

 

//初始化

memset(p,0,sizeof(int));//清空工作,p指向刚刚申请的空间,0表示设置的值

//设置多长呢?就是sizeof(int)

 

 

在内存分配上realloc 如果还有足够的空间扩张,则其继续扩张,不够则在新的地址空间开辟一块,然后复制过去,然后释放原来旧的空间。扩张的时候不会释放。

 

 

free(void *pointer);

释放的指针必须是通过申请得到的,然后释放。

如果你不释放,到程序结束时,操作系统内核也会检测,但是建议程序员自己释放。

malloc calloc 一次必须释放一次。

 

 

 

常见错误

段错误:编译器不能自动发现发生内存错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。没有明显的错误,时隐时现。

 

第一种错误:

内存分配不成功,却使用了它:编程新手常犯这种错误,因为没有意识到内存分配会不成功,常用解决办法,在使用内存之前检查指针是否为NULL

如果是用malloccallocrealloc来申请内存,应该用ifp == NULL)或ifp != NULL)进行防错处理。

即使有时候我们有剩余足够的空间,但由于有时候我们申请的空间过大,可能没有连续的足够大到我们申请的空间时,这时候也会申请失败。

 

也可以使用断言判断申请内存是否成功

#include<assert.h>//断言

//使用断言进行判断

//断言满足条件则程序继续执行,否之中断推出

p = NULL;

assert(p != NULL);

 

printf(“p:%p\n”,p);

 

第二种错误:

内存分配成功,但是尚未初始化就引用了它:一是没有初始化观念,二是误以为内存的缺省初始值玩全为零,导致引用初值错误。

所以无论用何种当时创建数组,都别忘了赋初值,即便是赋零值也不可以省略,不要嫌麻烦。

 

 

第三中错误:内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界。

如循环和递归的次数越界。

 

第四中错误:忘记了释放内存,造成内存泄漏。

含有这种错误的函数每次被调用一次就丢失一块内存,刚开始时系统的内存充足,你看不到错误,终有一次程序突然死掉,系统出现提示:内存耗尽。

动态内存的申请与释放必须配对,程序中mallocfree的使用次数一定要相同,否则肯定有错误(newdelete同理)。

Int *p = (int *)malloc(sizeof(int));

p = (int *)malloc(10*sizeof(int));

free(p);

这样第一次申请的第一块内存就找不见了。释放只是释放第二次申请到的。应该操作完之后就记得free一次;当然释放两次也是不行的,这时可能会告诉你double free() 程序崩溃。

建议在一个文件内申请的就在文件内释放,在模块申请的不要传递出去。

 

第五种错误:释放了内存却继续使用它

释放内存后变量内容不改变,依然会保留上一次使用的地址。释放后继续使用此内存属于非法访问

最好将已经释放的指针变量指空。

定义了指针没有赋值就变成了野指针,或者是释放了内存后继续使用指针也为野指针。

指针变量没有初始化。指针pfree或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针,这两种都是野指针。

指针消亡了,并不表示它所指的内存会被自动释放。比如把指针指向其它的地方

内存被释放了,并不表示指针会消亡或者成了NULL指针

 

数据结构

以某种规则来定义数据存储的方式,使得数据单元和数据单元之间产生联系性。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<memory.h>
void print_memory(int *start,int len)
{
int *p = start;
for(;p<start+len;p++)
{
printf(“%p—–>%d\n”,p,*p);
}

}

int main(void)
{

int *p =(int *)malloc(10*sizeof(int));
//初始化
memset(p,0,sizeof(int));//清空工作,p指向刚刚申请的空间,0表示设置的值
//设置多长呢?就是sizeof(int)

printf(“p:%p\n”,p);
print_memory(p,10);

printf(“\n”);

/*
int counter =0;

int *p = NULL;
int *q = (int *)malloc(sizeof(int));
*q = 100;

//while(!*((int *)malloc(4)))
while(p = (int *)malloc(sizeof(int)))
{
if(!p)
break;
if(*p == 0)
{ counter++;
// printf(“.”);
// fflush(stdout);
// printf(“\n%p\n”,p);
}
else
{
printf(“*”);
fflush(stdout);
}
}
free(q);
printf(“%d\n”,counter);
*/

int *pc = (int *)calloc(10,sizeof(int));
*pc =100;
print_memory(pc,10);
printf(“===================\n”);
pc = (int *)realloc(pc,20*sizeof(int));
print_memory(pc,20);

return 0;
}

Linux C 学习笔记 十

递归

递归与循环的异同

都能用来完成一个反复的过程。

循环:每次反复都执行同一个过程。更适合运算结果/

递归:每次反复都以上一层结果作为依托。更适合描述算法。

栈空间开销大。

 

结构体和联合

. 表示用结构提变量访问。

-> 表示用结构体指针访问

 

结构体进行函数调用时,建议使用传值调用。输出可以使用传值,但是输入必须传地址。

 

成员本身又属于一个结构体则需要使用若干成员运算符,一级一级地找到最低一级的成员。

结构体变量成员可以像普通变量一样进行各种相应的运算。

可以引用结构体变量成员的地址,也可以引用结构体变量的地址。

 

 

可以将一个结构体放入另外一个结构体,”但结构体不能嵌套它自身,指针例外”

 

 

struct student stu3;//结构体之间赋值,逐项复制。

//若结构体内带有指针类型,不推荐

//会导致2个结构体变量内的指针指向同一个内存地址

print_StuInfo(stu);

stu3 = stu;//结构体间逐项赋值

 

让一个指针指向结构体,则其指向的是结构体的第一个成员的地址,也是结构体的地址。

 

结构体的三种引用形式

结构体变量名.成员名

(*p.成员名

p->成员名

 

结构体的存储分配

struct align1

{

char a;//4

itn b;//4

char c;//4

}

//12字节

 

struct align2

{

int b;//4

char a;

char c;

//和起来占4

}

 

原因因为:内存地址字对齐,CPU一次读取固定长度

 

位段:

与结构类似,每个成员是一个或多个位的字段

所有成员实际存储于一个或多个整形变量中。

说明:

位段成员必须声明为int,signed int,unsigned int

每个成员名后面是冒号和长度(位长)

位段的移植能力较弱

在位段中先声明为低位,后声明为高位。

 

#include<stdio.h>

 

struct CHAR

{

unsigned a:8;

unsigned b:12;

unsigned c:12;;

};

int main(void)

{

unsigned int i;

 

struct CHAR *p=(struct CHAR*)&i;

p->a = 0b11111111;

p->b = 0;

p->c = 0b111111111111;

 

printf(“i:%x\n”,i);

return 0;

}

 

 

 

联合

所有成员引用的是内存中相同的位置

联合的长度是它最长成员的长度

联合变量初始化必须是联合的地一个成员类型。

联合体在使用时,同一时刻只能作为其成员的某一个类型来处理。因为在其内部所有成员共享同一段内存空间。

 

数据存放从地位开始按字节顺序存放。

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef unsigned int uint32;

/*
* gcc -std=c99 -o bin/net1 src/net1.c
*/
int main(void)
{
uint32 ipAddr[4];
uint32 maskAddr[4];
uint32 netAddr[4];
uint32 ip32 = 0;
uint32 mask32 = 0;
uint32 net32 = 0;
int prefix;

printf(“Enter IP address <x.y.z.t>: “);
scanf(“%d.%d.%d.%d”,
&ipAddr[3],&ipAddr[2],&ipAddr[1],&ipAddr[0]);

printf(“Enter prefix: “);
scanf(“%d”,&prefix);

// 192.168.1.200
//将IP地址转换为32位计算机地址
//
//0000,0000 0000,0000 0000,0000 0000,0000
//0000,0000 0000,0000 0000,0000 200
//0000,0000 0000,0000 1 0000,0000
//0000,0000 0000,0000 1 200
//0000,0000 0000,0000 0000,0000 168
//
//000000000000000000000000 192
//0000000000 192 168
//0000000 192 168 0000,0000
//
//192 168 1 0000,0000
for(int i = 3; i >= 0; i–)
ip32 = ip32 << 8 | ipAddr[i];
// 24
//创建32位mask
//24
//111100000000000000000000000000000
//11111111111111110000,0000
//111111111111111111111111111111111
//0001 0000000000000000000000000000 28
//0010 0000000000000000000000000000 29
//0100 0000000000000000000000000000 30
//1000 0000000000000000000000000000 31
for(int i = 32 – prefix; i < 32; i++)
mask32 = mask32 | (1 << i);

//AND获取32位网络地址
net32 = ip32 & mask32;

//192.168.45.111
//将32位mask转换为 x.y.z.t
for(int i = 0; i < 4; i++){
maskAddr[i] = mask32 & 0b11111111;
mask32 = mask32 >> 8;
}

//将32位IP地址转换为 x.y.z.t
for(int i = 0; i < 4; i++){
netAddr[i] = net32 % 256;
net32 = net32 / 256;
}

//1234 –> % 10 4
// 1234 / 10 –> 123

printf(“\nAddress:\n”);
printf(“IP Address:\t%d.%d.%d.%d\n”,
ipAddr[3],ipAddr[2],ipAddr[1],ipAddr[0]);
printf(“Mask Address:\t%d.%d.%d.%d\n”,
maskAddr[3],maskAddr[2],maskAddr[1],maskAddr[0]);
printf(“Net Address:\t%d.%d.%d.%d\n”,
netAddr[3],netAddr[2],netAddr[1],netAddr[0]);

return 0;
}

Linux C 学习笔记 九

函数结构

 

/*

*函数说明

*/

类型说明符 函数名(形参列表)

参数说明

 

形式参数:在定义函数时,函数名后面括号中的变量名称为形式参数

实际参数:在函数调用时,函数名后面括号中的表达式称为实际参数

函数的返回值决定于函数定义时的返回类型。

在被定义的函数中必须执行函数的行参类型。

声明 :int fun(参数列表);参数列表的变量名可以不写,但要写出类型。

定义 :

int fun(参数列表)

函数的实现。。。。

 

 

传值调用

int swap(int x,int y);

swap(a,b);

 

传址调用

int swap(int *x,int *y);

swap(&a,&b);

 

只需要取值来进行运算取得结果时,使用传值调用

需要对于原数据进行诙谐的情况,使用传址调用

 

使用指针作为函数参数传递即为传址调用是错误的说法。

 

void swap_(int *x,int *y) //可能会发生溢出

{

*x = *x + *y;

*y = *x – *y;//x ===>y

*x = *x-*y;//y >===x;

}

void swap_3(int *x,int *y) 推荐使用

{ //x:1010 y:0101

*x = *x ^ *y;

*y = *x ^ *Y;

*x = *x ^ *y;

}

swap_2(int *x,int *y) 可能会有溢出,不能等于0

{ //x:10 y:2

x* = *x * *y ;

y=*x/*y;

*x=*x/*y;

 

}

 

 

函数说明(声明):包括函数名,函数类型,和函数参数类型,可不指定行参名。

 

在函数调用中

#include<stdio.h>

int fun1(int n)

{

return n;

}

int fun2(int n)

{

// printf(“in fun2()\n”);

}

int main(void)

{

int res1 = fun1(100);

int res2 = fun2(100);

 

printf(“res1:%d\n”,res1);

printf(“res2:%d\n”,res2);

 

return 0;

}

 

当注释掉printf(fun2)这句时,输出为100100,打印的res原本的fun1return 寄存器的结果,

当不注视时,输出为100 10,而这里打印的是fun2调用printfprintfreturn 寄存器的结果,也就是printf打印的字符总数。

 

返回过程中,首先将返回结果保存至return 寄存器,永远不会被清空,都是覆盖。

不使用return 语句,返回结果为最后一次使用return 寄存器的结果。

 

在设计函数的时候记得主调调被调这样的过程越少越好。因为栈空间会越来越深。—-注意考虑递归过程

 

ADT和黑盒

 

黑盒测试分类:

正确性

可用性

边界检查

性能测试: 3s以下是比较好的,3-5s是可以接受的,>5s用户就要来找你!

压力测试

兼容性测试

网络安全

 

完整性?

方法:穷举法,

 

白盒测试

从源代码入手,每个逻辑分支都必须测试,每个分支都运行至少一边,检查算法,溢出,优化等等问题。

ADT:抽象数据类型(abstract data type):用于描述生活中的一些抽象的数据类型

 

 

 

问题一:

Char *strcpy() char* strcpy()有什么区别 ——没区别

char *deschar* src又有什么区别 ——没区别

 

问题二:

char *str1=”hello”

char *str2=NULL; ——一定要给指针一段空间才可以赋值。指向为空是不能赋值的。

*str2++ = *str1++

 

递归:函数直接或者间接的调用自己。

递归出口

递归过程

 

Linux C 各操作符优先级

C语言中的操作符:
优先级 符号 名称 结合性
———————————————————————
1 [] 数组取下标 左结合性
1 () 括号、函数调用 左结合性
1 . -> 取结构和联合的成员 左结合性
———————————————————————
2 ++ 自增 右结合性
2 — 自减 右结合性
2 & 取操作数地址 右结合性
2 * 间接寻址
与指针一起使用 右结合性
用于访问指针所指向的值
2 + 一元正号 右结合性
2 – 一元负号 右结合性
2 ~ 按位求反 右结合性
2 ! 逻辑非 右结合性
2 sizeof 计算所需空间(字节) 右结合性
———————————————————————
3 () 强制类型转换 右结合性
———————————————————————
算术运算符
4 * / % 乘除取余运算符 左结合性
5 + – 加减运算符 左结合性
6 << >> 移位(针对整型) 左结合性
———————————————————————
关系运算符
7 < > <= >= 关系运算符 左结合性
8 == != 判等运算符 左结合性
———————————————————————
逻辑运算符
9 & 按位与 左结合性
10 ^ 按位异或 左结合性
11 | 按位或 左结合性
12 && 逻辑与 左结合性
13 || 逻辑或 左结合性
———————————————————————
14 ?: 条件表达式 右结合性
———————————————————————
15 = *= /= %=
+= -= <<= >>=
&= ^= \= 赋值、复合赋值 右结合性
———————————————————————
16 , 逗号 左结合性

注:
* 左值: 能出现在赋值符号左边的内容,左值意味着一个位置
* 右值: 能出现在赋值符号右边的内容,右值意味着一个值
* 一般变量可以作为左值,而表达式不能
逻辑和算术移位:
正数 负数
——————————————————————
逻辑左移 低位补0高位丢失 低位补0高位丢失

算术左移 同上 同上
——————————————————————
逻辑右移 高位补0低位丢失 高位补0低位丢失

算术右移 高位补0低位丢失 高位补1低位丢失

注: 在右移中对于负数到底是采用逻辑右移还是算术右移取决于编译器(gcc采用算术右移)
类型转换:
1) 隐式转换
* 定义: 编译器可以自动处理这些转换而无需程序员介入
* 发生隐式转换的场合
a) 当算术表达式或逻辑表达式中的操作数类型不相同时(常用于算术转换)
b) 当赋值运算符右侧表达式的类型和左侧变量的类型不匹配时
c) 当函数调用中的实参类型与其对应的形参类型不匹配时
d) 当return语句中表达式的类型和函数返回值的类型不匹配时
* 常用算术转换
数据类型提升
a) int –> unsigned int –> long int –> unsigned long int
b) float –> double –> long double
c) 整型 –> 浮点型
d) 有符号数 –> 无符号数

2) 强制类型转换(显式转换)
* 定义: 允许程序员使用强制运算符执行转换
* 语法: (类型名)表达式

Linux C 学习笔记 八

1、if语句
* 在C语言中1表示true,0表示false
* else子句从属于最靠近它的不完整的if语句
* 空语句用”;”表示

2、while语句
* break: 终止循环,用于switch、for、while、do_while
* continue: 终止本次循环,用于for、while、do_while

3、do_while语句
* do{
语句
}while(表达式);
* 测试在循环体执行后才进行,可保证循环体至少执行一次

4、for语句
* for(expression1; expression2; expression3) statement
* expression1: 初始化部分,在循环开始时执行一次
* expression2:条件部分,在循环体每次执行前都要执行一次
* expression3:调整部分,在循环体每次执行完毕,在条件部分即将执行之前执行
* 三个表达式都可以省略,如果省略条件部分,表示测试条件始终为真
* for语句要在C99中编译: gcc -std=c99 -o bin/for src/for.c
* for(;;) –> 无穷空循环
;

5、switch语句
* switch(expression)
case
* expression: 结果必须是整型
* 多个case执行同一组语句
case1:
case2:
case3: 语句
* case中的语句结束之前要加break,否则后面的case还会被执行,default子句可以出现在任何
位置,但一般放置在最后,建议在default子句后面也加上break。

 

指针与指针变量

变量的地址称为指针。

Kolourpaint绘图板

用于存储指针的变量称为指针变量

指针变量用于存储变量的地址

指针变量的值就是变量的地址。

指针变量专门用来存放地址,不能将其它任何非地址类型的数据赋给一个指针变量

一个指针只能指向同一种类型的变量。

Char *str=”hello” //不能修改str 因为指向的是code区的地址,不能随便修改code

 

指针运算 –偏移量

指针变量做算术运算时,在内存空间内所移动的字节长度

+ – ++ –

 

长度由指针类型所决定

int * → sizeof(int)

float * → sizeof(float)

char * → sizeof(char)

 

当出现多种类型

char *pc=&ch;

int *p = pc +1;

偏移量由操作类型决定,与赋值类型无关。

 

指针和指针运算(减法)

运算结果并非指针地址相减后在内存中所相差的偏移量,而是在元素相差的个数

数组的指针

所谓数组的指针是指数组的起始地址

数组元素的指针是数组元素的地址

规定数组名代表数组的首地址,即第一个元素的地址

数组指针

专门用来变量二维数组,

int (*ap)[n];

n为所要遍历的数组第二个下标长度

1、偏移量

2、ap与*ap的区别

 

二维数组数组名+1,跳转一行数组所占的空间长度。

Int array[5][7];

array+1 → 跳转 7 *sizeof(int)=28

 

*+二维数组数组名+1(*array+1),表示在行内跳转一个数组元书的空间长度

*(array+1)+1—> 跳转一行,再跳转一个元素 <==> &array[1][1]

 

int array[5][6];

int (*ap)[6] =array;

**ap+1 [0][0]+1

*(*ap+1) [0][1]

*(*ap+1)+1 [0][1]+1

*(*(ap+1)+1) [1][1]

**(ap+1)+1 [1][0]+1

 

指针与字符串

指针数组

#include<stdio.h>

int main(void)

{

char *week[]= //指针数组

{

“Monday”,

“Tuesday”,

“Wednesday”,

“Tursday”,

“Friday”,

“Saturday”,

“Sunday”

};

 

int dow;

char *date=NULL;

int ch;

do{

printf(“Please input day of week:”);

scanf(“%d”,&dow);

switch(dow)

{

case 1:

date = week[0];

break;

case 2:

date = week[1];

break;

case 3:

date = week[2];

break;

case 4:

date = week[3];

break;

case 5:

date = week[4];

break;

case 6:

date = week[5];

break;

case 7:

date = week[6];

break;

default:

date = NULL;

break;

}

if(date)

{

printf(“day is:%s\n”,date);

}

else

{

printf(“Unknow this day\n”);

}

printf(“continue?(1\\2):”);

scanf(“%d”,&ch);

}while(ch==1);

return 0;

}

 

 

二级指针:指向指针的指针

int *p;

int **pp;

pp——>*pp——>**pp

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