c語言指針面試常見問題

　　指針的使用，一直是c語言面試題中必考的部分，因為指針本身使用的復雜性與普適性，所以考點非常多，而且也可以與其他知識相互結合，因此我們將會使用五篇專題的篇幅來介紹指針。

　　分析下面的程序,指出程序中的錯誤：

　　本題解析

　　沒有正確為str分配內存空間，將會發(fā)生異常。問題出在將一個字符串復制進一個字符變量指針所指地址。雖然編譯的時候沒有報錯，但是在運行過程中，因為越界訪問了未被分配的內存，而導致段錯誤。

　　相關知識點

　　在處理與指針相關的問題時，首先需要搞明白的就是內存，因為指針操作的就是內存。

　　第一個，就是內存的分區(qū)。這也是經常會被考察的一個考點。

　　寫出內存分為幾大區(qū)域

　　對于這個問題，有幾種不同的說法，有的說內存分為五大分區(qū)，有的說分為四大分區(qū)，我們先來看五大分區(qū)的說法：

　　認為內存分為五大分區(qū)的人，通常會這樣劃分：

　　1、BSS段( bss segment )

　　通常是指用來存放程序中未初始化的'全局變量和靜態(tài)變量 （這里注意一個問題:一般的書上都會說全局變量和靜態(tài)變量是會自動初始化的,那么哪來的未初始化的變量呢?變量的初始化可以分為顯示初始化和隱式初始化,全局變量和靜態(tài)變量如果程序員自己不初始化的話的確也會被初始化,那就是不管什么類型都初始化為0,這種沒有顯示初始化的就 是我們這里所說的未初始化。既然都是0那么就沒必要把每個0都存儲起來,從而節(jié)省磁盤空間,這是BSS的主要作用）的一塊內存區(qū)域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬于靜態(tài)內存分配。 BSS節(jié)不包含任何數據,只是簡單的維護開始和結束的地址,即總大小。以便內存區(qū)能在運行時分配并被有效地清零。BSS節(jié)在應用程序的二進制映象文件中并不存在,即不占用 磁盤空間 而只在運行的時候占用內存空間 ,所以如果全局變量和靜態(tài)變量未初始化那么其可執(zhí)行文件要小很多。

　　2、數據段(data segment)

　　通常是指用來存放程序中已經初始化的全局變量和靜態(tài)變量的一塊內存區(qū)域。數據段屬于靜態(tài)內存分配,可以分為只讀數據段和讀寫數據段。字符串常量等,但一般都是放在只讀數據段中。

　　3、代碼段(code segment/text segment)

　　通常是指用來存放程序執(zhí)行代碼的一塊內存區(qū)域。這部分區(qū)域的大小在程序運行前就已經確定,并且內存區(qū)域通常屬于只讀, 某些架構也允許代碼段為可寫,即允許修改程序。在代碼段中,也有可能包含一些只讀的常數變量,例如字符串常量等,但一般都是放在只讀數據段中 。

　　4、堆(heap)

　　堆是用于存放進程運行中被動態(tài)分配的內存段,它的大小并不固定,可動態(tài)擴張或 縮減。當進程調用malloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態(tài)添加到堆上(堆被擴張); 當利用free等函數釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減)

　　5、棧 (stack)

　　棧又稱堆棧, 是用戶存放程序臨時創(chuàng)建的局部變量,也就是說我們函數括弧“{}” 中定義的變量(但不包括static聲明的變量,static意味著在數據段中存放變 量)。除此以外, 在函數被調用時,其參數也會被壓入發(fā)起調用的進程棧中,并且待到調用結束后,函數的返回值 也會被存放回棧中。由于棧的先進先出特點,所以 棧特別方便用來保存/恢復調用現(xiàn)場。從這個意義上講,我們可以把堆�？闯梢粋�寄存、交換臨時數據的內存區(qū)。

　　而四大分區(qū)的說法，則這么認為：

　　1、堆區(qū)：

　　由程序員手動申請，手動釋放，若不手動釋放，程序結束后由系統(tǒng)回收，生命周期是整個程序運行期間。使用malloc或者new進行堆的申請，堆的總大小為機器的虛擬內存的大小。

　　說明：new操作符本質上是使用了malloc進行內存的申請，new和malloc的區(qū)別如下：

　　（1）malloc是C語言中的函數，而new是C++中的操作符。

　�。�2）malloc申請之后返回的類型是void*，而new返回的指針帶有類型。

　�。�3）malloc只負責內存的分配而不會調用類的構造函數，而new不僅會分配內存，而且會自動調用類的構造函數。

　　2、棧區(qū)：

　　由系統(tǒng)進行內存的管理。主要存放函數的參數以及局部變量。在函數完成執(zhí)行，系統(tǒng)自行釋放棧區(qū)內存，不需要用戶管理。整個程序的棧區(qū)的大小可以在編譯器中由用戶自行設定，VS中默認的棧區(qū)大小為1M，可通過VS手動更改棧的大小。64bits的Linux默認棧大小為10MB，可通過ulimit -s臨時修改。

　　3、靜態(tài)存儲區(qū)：

　　靜態(tài)存儲區(qū)內的變量在程序編譯階段已經分配好內存空間并初始化。這塊內存在程序的整個運行期間都存在，它主要存放靜態(tài)變量、全局變量和常量。

　　注意：

　�。�1）這里不區(qū)分初始化和未初始化的數據區(qū)，是因為靜態(tài)存儲區(qū)內的變量若不顯示初始化，則編譯器會自動以默認的方式進行初始化，即靜態(tài)存儲區(qū)內不存在未初始化的變量。

　�。�2）靜態(tài)存儲區(qū)內的常量分為常變量和字符串常量，一經初始化，不可修改。靜態(tài)存儲內的常變量是全局變量，與局部常變量不同，區(qū)別在于局部常變量存放于棧，實際可間接通過指針或者引用進行修改，而全局常變量存放于靜態(tài)常量區(qū)則不可以間接修改。

　　（3）字符串常量存儲在靜態(tài)存儲區(qū)的常量區(qū)，字符串常量的名稱即為它本身，屬于常變量。

　�。�4）數據區(qū)的具體劃分，有利于我們對于變量類型的理解。不同類型的變量存放的區(qū)域不同。后面將以實例代碼說明這四種數據區(qū)中具體對應的變量。

　　4、代碼區(qū)：

　　存放程序體的二進制代碼。比如我們寫的函數，都是在代碼區(qū)的。

　　通過上面的不同說法，我們也可以看出，這兩種說法本身沒有優(yōu)劣之分，具體的內存劃分也跟編譯器有很大的關系，因此這兩種說法都是可以接受的，搞明白內存的分區(qū)之后，指針的使用才能夠更加的靈活。

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