《初探内存模型》word版.doc

关于内存模型自己的几点理解：我们可以把计算机的内存看成是一个带有很多格子的一个很长的容器（如下）他们是连续编号的，当然至于是从大到小还是从小到大依据机器而定（所谓的大端和小端）第一个问题：#includeint main(void)int a=0;int b=0;int c=0;printf(%d,%d,%d n,&a,&b,&c);return 0;思考一下 输出的结果是什么？代表什么意思？运行的结果是：1245052 1245048 1245044这些数据代表的是什么呢？是首地址！也就是a在内存模型中的首地址是1245052 b的是1245048 c的是1245044我们假设现在的内存模型是这个样子的1245055124505412450531245052124505112450501245049124504812450471245046为了方便表示，将内存编号简写一下：555453525150494847464544434241403938红色表示a在内存中存放位置黑色表示b在内存中存放的位置蓝色表示c在内存中存放的位置解释几个问题：1， 内存的最小单位是字节，一个字节占8位，这就是为什么char的最大值是255.这句话的深层含义是我们的方格还可以再分，他可以分成8份。2， 为什么先定义的内空间的内存编号比后定义的大？这是因为这些变量时定义在栈段的，栈指针从大到小。（这是我自己根据汇编的理解，望高手斧正，感激不尽！）3， 为什么a在内存中占4个字节？我们知道int占2个字节，但不同的编译器可能会不同，书本上都有介绍的。我用的vc6.0，int 占4个字节4， 你怎么知道内存的高位在编号大的地方？这个问题不必深究，这和机器有关，就是所谓的大端小端第二个问题：#includeint main(void)int a=0;int b=0;int c=0;printf(%d,%d,%d n,&a,&b,&c);int k=0;k=(int)&a;printf(k=%d n,k);printf(*k=%d n,*(int *)k);return 0;运行的结果如下：解释几个问题：1， k=(int)&a;为什么要强制转换？这是因为&a的类型和k的类型不匹配，虽然&k输出的是一个数字，但是他的类型是未定义的，所以我们需要强制转换2， 我们发现输出的是k=1245052,也就是a在内存中存放的首地址。我认为内存的编号和内存是一一对应的也就是一个内存空间，只能有一个编号。因此我猜想能不能通过内存编号来找到内存中的值呢？3， *k=0,说明我们成功的提取出了内存中的a的值，（也许你认为k=0不一定是a的值，你可以实验任何一个值，发现我的结果是对的）。注意这里的结论：内存编号和内存是一一对应的，我们可以通过内存的编号去访问该内存中的值，而不需要通过变量名为了说明上面的结论，给一个更加直接的例子：#includeint main(void)int a=8;int b=0;int c=0;printf(%d,%d,%d n,&a,&b,&c);int k=0;k=(int)&a;printf(k=%d n,k);printf(*k=%d n,*(int *)k);printf(a=%d n,*(int *)1245052);return 0;运行的结果是：第三个问题：现在这里给出一个结论：C语言提取内存数据的机制可能是：首先找到变量在内存中的首地址，然后找到他在内存中所占空间的大小，也就是字节数。最后得出该变量的值。具体来说：首先找到a在内存中的首地址（1245052），然后因为a的类型是int所以编译器会从首地址出发找到四个字节的空间，提取出这四个字节中的值（8）作为a的值。#includeint main(void)int a=99;int b=0;printf(%d,%d n,&a,&b);int k=0;k=(int)&a;printf(k=%d n,k);printf(*k=%d n,*(int *)k);printf(*k=%c n,*(char *)k);return 0;运行的结果是：解释几个问题：1，*（int *）k 是什么意思？ k代表的内存的首地址，为什幺强制转换？根据我们上面的理论，我们要在内存中提出一个值，需要两个条件，一个是首地址，一个是长度。K提供了首地址，那么自然int 就提供了长度。也即是，这句话告诉编译器，我们要从k为首地址的地方，提取4个字节的变量值（int），所以*k的值是992，*（char *）k的意思同上，只是这次的长度为1了。所以输出为：(ASSIC码 97)c看一下内存模型：555453525150494847464544434241403938_这四个字节表示a *（int *）1245052_这一个字节表示*（char *）1245052 （下划线表示内存中的字节数）第四个问题：内存编号为1245053这个字节中内容为多少呢？#includeint main(void)int a=99;int b=0;printf(%d,%d n,&a,&b);int k=0;k=(int)&a;printf(k=%d n,k);printf(*k=%d n,*(int *)k);printf(*k=%c n,*(char *)k);printf(*k=%d n,*(char *)(k+1);return 0;输出结果为：解释几个问题：1， printf(*k=%d n,*(char *)(k+1);这表示我们要提取内存首地址编号为k+1，长度为1内存中的值2， 最后输出的结果为0，说明该内存单元的值此时为0我们看一下内存模型：555453525150494847464544434241403938a的值为99，从高到低存放。a占4个字节，那么此时的内存情况是这样的55545352 （字节）00000000000000000000000001100011很明显99只用一个字节就可以存储，那么第二个字节自然就是0了，这就是为什么*（char *）(k+1)的结果为0也许你还不是很确定结论的正确性，看下面的例子：#includeint main(void)int a=257;int b=0;printf(%d,%d n,&a,&b);int k=0;k=(int)&a;printf(k=%d n,k);printf(*k=%d n,*(int *)k);printf(k0=%d n,*(char *)k);printf(k1=%d n,*(char *)(k+1);printf(k2=%d n,*(char *)(k+2);printf(k3=%d n,*(char *)(k+3);return 0;运行的结果：依照上面的理论来分析运行的结果：当a为257时的内存模型状态：55545352 （字节）00000000000000000000000100000001通过上面的内存模型，结果一看即明白！第5个问题：关于数组的内存模型：#includeint main(void)char a4=0;a0=1;a1=1;a2=1;a3=1;printf( a0:%d n a1:%d n a2:%d n a3:%d n ,&a0,&a1,&a2,&a3);return 0;运行的结果：解释几个问题：1， 我们在这里定义了一个char型数组，其实就相当于连续定义了四个变量发现内存结果和上面的变量很相似，只是定义变量的循序问题我们看一下这时的内存状态： a3 a2 a1 a05 5545352 （字节）00000001000000010000000100000001思考这样的一个问题，下面的程序会输出到少？#includeint main(void)char a4=0;a0=1;a1=1;a2=1;a3=1;printf( a0:%d n a1:%d n a2:%d n a3:%d n ,&a0,&a1,&a2,&a3);printf(%dn,*(int *)&a0);return 0;运行的结果为：解释一个问题：1，16843009的二进制的形式为1000000010000000100000001，是不是很吃惊？第六个问题：关于指针的内存模型：#includeint main(void)int a=0;int b=0;int * pa=NULL;int * pb=NULL;printf(&a=%dn&b=%dn,&a,&b);pa=&a;pb=&b;printf(pa=%dnpb=%dn,pa,pb);return 0;运行结果是：解释一些问题：1， 我们在这里定义了多少个变量？准确答案是4个，其中有两个int变量，有两个指向int的指针变量2， 为什么没有强制转换，因为pa的类型和&a的类型一致3， 在这里提出一个观点：指针就是装内存编号的变量。总结一下：1， 内存模型我们可以把计算机的内存看成是一个带有很多格子的一个很长的容器（就像下面一样）他们有编号的，并且编号是连续的。2， 每一个内存单元都有唯一的与之对应的内存编号3， 我们可以通过内存编号来访问该内存单元中的内容4， C语言提取内存数据的机制可能是：首先找到变量在内