c語(yǔ)言指針面試常見(jiàn)問(wèn)題

　　指針的使用，一直是c語(yǔ)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(diǎn)非常多，而且也可以與其他知識相互結合，因此我們將會(huì )使用五篇專(zhuān)題的篇幅來(lái)介紹指針。

　　分析下面的程序,指出程序中的錯誤：

　　本題解析

　　沒(méi)有正確為str分配內存空間，將會(huì )發(fā)生異常。問(wèn)題出在將一個(gè)字符串復制進(jìn)一個(gè)字符變量指針所指地址。雖然編譯的時(shí)候沒(méi)有報錯，但是在運行過(guò)程中，因為越界訪(fǎng)問(wèn)了未被分配的內存，而導致段錯誤。

　　相關(guān)知識點(diǎn)

　　在處理與指針相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，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(gè)，就是內存的分區。這也是經(jīng)常會(huì )被考察的一個(gè)考點(diǎn)。

　　寫(xiě)出內存分為幾大區域

　　對于這個(gè)問(wèn)題，有幾種不同的說(shuō)法，有的說(shuō)內存分為五大分區，有的說(shuō)分為四大分區，我們先來(lái)看五大分區的說(shuō)法：

　　認為內存分為五大分區的人，通常會(huì )這樣劃分：

　　1、BSS段( bss segment )

　　通常是指用來(lái)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(gè)問(wèn)題:一般的書(shū)上都會(huì )說(shuō)全局變量和靜態(tài)變量是會(huì )自動(dòng)初始化的,那么哪來(lái)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(huà)的確也會(huì )被初始化,那就是不管什么類(lèi)型都初始化為0,這種沒(méi)有顯示初始化的就 是我們這里所說(shuō)的未初始化。既然都是0那么就沒(méi)必要把每個(gè)0都存儲起來(lái),從而節省磁盤(pán)空間,這是BSS的主要作用）的一塊內存區域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡(jiǎn)稱(chēng)。BSS段屬于靜態(tài)內存分配。 BSS節不包含任何數據,只是簡(jiǎn)單的維護開(kāi)始和結束的地址,即總大小。以便內存區能在運行時(shí)分配并被有效地清零。BSS節在應用程序的二進(jìn)制映象文件中并不存在,即不占用 磁盤(pán)空間 而只在運行的時(shí)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行文件要小很多。

　　2、數據段(data segment)

　　通常是指用來(lái)存放程序中已經(jīng)初始化的全局變量和靜態(tài)變量的一塊內存區域。數據段屬于靜態(tài)內存分配,可以分為只讀數據段和讀寫(xiě)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(lái)存放程序執行代碼的一塊內存區域。這部分區域的大小在程序運行前就已經(jīng)確定,并且內存區域通常屬于只讀, 某些架構也允許代碼段為可寫(xiě),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(jìn)程運行中被動(dòng)態(tài)分配的內存段,它的大小并不固定,可動(dòng)態(tài)擴張或 縮減。當進(jìn)程調用malloc等函數分配內存時(shí),新分配的內存就被動(dòng)態(tài)添加到堆上(堆被擴張); 當利用free等函數釋放內存時(shí),被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減)

　　5、棧 (stack)

　　棧又稱(chēng)堆棧, 是用戶(hù)存放程序臨時(shí)創(chuàng )建的局部變量,也就是說(shuō)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(zhù)在數據段中存放變 量)。除此以外, 在函數被調用時(shí),其參數也會(huì )被壓入發(fā)起調用的進(jìn)程棧中,并且待到調用結束后,函數的返回值 也會(huì )被存放回棧中。由于棧的先進(jìn)先出特點(diǎn),所以 棧特別方便用來(lái)保存/恢復調用現場(chǎng)。從這個(gè)意義上講,我們可以把堆�？闯梢粋�(gè)寄存、交換臨時(shí)數據的內存區。

　　而四大分區的說(shuō)法，則這么認為：

　　1、堆區：

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

　　說(shuō)明：new操作符本質(zhì)上是使用了malloc進(jìn)行內存的申請，new和malloc的區別如下：

　�。�1）malloc是C語(yǔ)言中的函數，而new是C++中的操作符。

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

　�。�3）malloc只負責內存的分配而不會(huì )調用類(lèi)的構造函數，而new不僅會(huì )分配內存，而且會(huì )自動(dòng)調用類(lèi)的構造函數。

　　2、棧區：

　　由系統進(jìn)行內存的管理。主要存放函數的參數以及局部變量。在函數完成執行，系統自行釋放棧區內存，不需要用戶(hù)管理。整個(gè)程序的棧區的大小可以在編譯器中由用戶(hù)自行設定，VS中默認的棧區大小為1M，可通過(guò)VS手動(dòng)更改棧的大小。64bits的Linux默認棧大小為10MB，可通過(guò)ulimit -s臨時(shí)修改。

　　3、靜態(tài)存儲區：

　　靜態(tài)存儲區內的變量在程序編譯階段已經(jīng)分配好內存空間并初始化。這塊內存在程序的整個(gè)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）這里不區分初始化和未初始化的數據區，是因為靜態(tài)存儲區內的變量若不顯示初始化，則編譯器會(huì )自動(dòng)以默認的方式進(jìn)行初始化，即靜態(tài)存儲區內不存在未初始化的變量。

　�。�2）靜態(tài)存儲區內的常量分為常變量和字符串常量，一經(jīng)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，區別在于局部常變量存放于棧，實(shí)際可間接通過(guò)指針或者引用進(jìn)行修改，而全局常變量存放于靜態(tài)常量區則不可以間接修改。

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

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

　　4、代碼區：

　　存放程序體的二進(jìn)制代碼。比如我們寫(xiě)的函數，都是在代碼區的。

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

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