C专家编程精华第二篇----C对内存的使用，底层探索

这里以Linux中C编程为例，有些东西可能在不同的系统中处理是不一样的

/**************运行时：内存的布局****************/

以下面这段程序为例：

<br></p><p></p><p><strong>栈段</strong>是一般是<strong>由内存高地址向底地址生长</strong>，首先main的过程活动记录入栈，然后调用Recall函数，Recall的过程活动记录入栈，反复，知道printf函数执行了，再由printf函数返回，挨着返回，挨着退栈，知道main结束，这是整个递归函数的调用过程。</p><p>一般来说，对于非递归的简单函数，是不会让它入栈的，因为编译器会考虑到效率问题，从上面的递归函数调用原理来看，每一个Recall函数的参数、局部变量、前一个活动的指针和返回地址都要入栈，这大大拖慢了程序的速度，虽然经典的栈模式可以很好的解决递归问题，但是先入栈、最后等都执行完了再出栈，这种方法肯定慢了很多，效率不高，所以一般就不要用递归函数解决方法，即使它真的很利于大家理解。</p><strong>（2）从函数中返回&#20540;的办法</strong><br><p>从上面对递归函数调用原理的解说，我们可以更深刻的理解这么一个问题：<strong>不能从函数中返回一个指向该函数内部局部变量的指针</strong>。</p><p>当这个函数结束的时候，函数的过程活动记录退栈，内存被回收，其他的函数可能入栈覆盖掉了该函数，那么里面记录的所有&#20540;都是不确定的了，接着指针就成了野指针，这可是相当危险的事情。</p><p>但是我们仍然可以从函数中返回一个如我们希望的指针，看看最开始的C源文件在可执行文件的布局，数据段的生存周期是和程序一样的，它包括全局变量和静态变量，这也就是说我们把函数中的指针<strong>定义为静态变量</strong>就可以将这个指针轻松的返回了，因为它不会被回收，在程序结束之前。</p><p><strong>/***********内存使用************/</strong></p><p><strong>（1）查看程序能被分配的最大内存</strong></p><textarea readonly name="code" class="cpp">struct student{char name[21];int number;double id;};以我自己的电脑为例，系统会一次性提取8个字节的内存，那么上面那个结构体对它sizeof，name会占3*8=24字节，多余了3个字节，但是紧接着定义的int型不能刚好放到多余的3个字节里，所以有开辟8个字节放number，这里又多余了四个字节，显然id的8字节是不能放到四个字节里的，所以有开辟8个字节放id，总共sizeof之后就是5*8=40字节了。

如果将name大小改为25，有4*8=32字节容纳它，多了7个字节，能够容纳number，那么就相当于多余了7-4=3字节了，显然id不能放到3字节里，开辟8字节容纳id，这样sizeof之后仍未5*8=40字节

为了更好的节省内存空间，我们需要注意类&#20284;的变量定义的先后顺序，将number和name的位置交换结果又不一样，因为指令是逐条执行的。

（3）段错误

（还有一种总线错误，真心还没弄懂，求高手指点）

段错误是由于内存管理单元异常所致，导致段错误有以下几个原因：

1、解引用一个包含非法&#20540;的指针，也就是对一个已经free掉的内存继续使用

2、解引用一个空指针，一般就是初始化为NULL了还对它进行解引用，还可能是从函数中返回了NULL却没有进行检查就直接使用

3、对超过了申请内存边界的内存进行解引用，有点像数组的越界一样

4、把你的电脑可用动态内存用完了。。。。这个几乎很困难