c語言指針面試常見問題

時間：2024-08-19 18:26:33 面試筆試我要投稿

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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。

c語言指針面試常見問題

　　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。這也是經常會被考察的一個考點。

　　寫出內存分為幾大區域

　　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，有的說分為四大分區，我們先來看五大分區的說法：

　　認為內存分為五大分區的人，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,從而節省磁盤空間,這是BSS的主要作用）的一塊內存區域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬于靜態內存分配。 BSS節不包含任何數據,只是簡單的維護開始和結束的地址,即總大小。以便內存區能在運行時分配并被有效地清零。BSS節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)

　　通常是指用來存放程序中已經初始化的全局變量和靜態變量的一塊內存區域。數據段屬于靜態內存分配,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,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分配的內存段,它的大小并不固定,可動態擴張或縮減。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/恢復調用現場。從這個意義上講,我們可以把堆棧看成一個寄存、交換臨時數據的內存區。

　　而四大分區的說法，則這么認為：

　　1、堆區：

　　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：

　　由系統進行內存的管理。主要存放函數的參數以及局部變量。在函數完成執行，系統自行釋放棧區內存，不需要用戶管理。整個程序的棧區的大小可以在編譯器中由用戶自行設定，VS中默認的棧區大小為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、靜態存儲區：

　　靜態存儲區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，是因為靜態存儲區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，即靜態存儲區內不存在未初始化的變量。

　　（2）靜態存儲區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常量區則不可以間接修改。

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

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

　　4、代碼區：

　　存放程序體的二進制代碼。比如我們寫的函數，都是在代碼區的。

　　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，搞明白內存的分區之后，指針的使用才能夠更加的靈活。

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