过程
过程是软件中一种很重要的抽象,它提供了一种封装代码的方式,用一组指定的参数和一个可选的返回值实现了某种功能。过程的形式多样化,如:函数
、方法
、子例程
、处理函数
等等
C语言
过程调用机制的一个关键特性(大多数其它语言也是如此)在于用了栈数据结构提供的后进先出的内存管理原则
假设有过程P调用过程Q,Q执行后返回到P:
- 传递控制:将控制从函数P转移到函数Q只需要简单地把程序计数器设置为Q的代码起始位置,稍后从Q返回时,处理器必须记录好它需要继续P的执行的代码的位置
- 数据传送:当调用一个过程时,除了要把控制传递给它并在过程返回时再传递回来之外,过程调用还可能包括把数据作为参数传递,而从过程返回还有可能包括一个返回值
-
栈上的局部存储:有些时候,局部数据必须存放在内存中,常见的情况包括:
- 寄存器不足够存放所有的本地数据
- 对于一个局部变量使用地址运算符'&',因此必须能够为它产生一个地址
- 某些局部变量是数组或结构,因此必须能够通过数组或结构引用被访问到
数组的分配和访问
对于数据类型T和整数常数N,声明如下:
T A[N];
起始位置表示为xA,其产生了2个效果:
- 它在内存中分配了一个L * N字节的连续区域,L表示数据类型T的字节大小
- 引入了标识符A,可以用A来作为指向数组开头的指针
当我们创建嵌套数组
时,如:
int A[5][3];
首先创建了3个数组,每个数组容纳3个整数,假定这个数据类型称为a
,然后再创建了一个数组,这个数组能够容纳5个a
这样的元素,每个a
元素需要12个字节来存储3个整数,整个数组的大小就是4 * 5 * 3 = 60
字节
异质的数据结构
C语言提供了两种将不同类型的对象组合到一起创建数据类型的方式:
-
结构:类似数组的实现,结构的所有组成部分都存放在内存中一段连续的区域中,指向结构的指针就是结构第一个字节的地址。编译器维护关于每个结构类型的信息,指示每个字段的字节偏移,它以这些偏移作为内存引用指令中的位移,从而产生对结构元素的引用
-
联合:提供了一种方式能规避C语言的类型系统
在机器级程序中将控制与数据结合起来
指针是C语言的特色,它们用一种统一方式,对不同数据结构中的元素产生引用,其关键原则有:
- 每个指针都对应一个类型
- 每个指针都有一个值
- 指针用'&'运算符创建
- '*'操作符用于间接引用指针
- 数组与指针紧密联系
- 将指针从一种类型强制转换成另一种类型,只改变指针的类型而不改变指针的值
- 指针也可以指向函数
C语言对于数组引用不做任何边界检查,很容易导致严重的错误,如:
缓冲区溢出:在栈中分配某个字符数组来保存一个字符串,但是字符串的长度超过了数组分配的空间。对抗缓冲区溢出的方式包括:
* 栈随机化
* 栈破坏检测
* 限制可执行代码区域
网友评论