【linux c】Linux c内存管理——你的数据放在哪_学习笔记_009

 本文主要包括以下6个知识点：计算机存数单位，各数据类型的字节长度，原码和补码，变量的三大特点，变量存储以及内存分配，声明和定义的区别。

 

1.计算机存储单位

计算机常用的存储单位有 位、字节、半字、字。换算公式如下：

1个字节 = 8位

1个半字 = 2个字节

1个字 = 4个字节

 

2.各数据类型的字节长度

（1）在不同编译器中，给各数据类型分配的空间会有所不同，本文以linux为例，单位为字节。

①int    4

②short 2

③long   4

④long long   8

⑤float 4

⑥double   8

⑦char   1

 

（2）指针的存储空间与普通类型不同，如下：

①int *

②short *

③long *

④long long *

⑤float *

⑥double *

⑦char *

以上所有类型的存储空间均为4个字节

原因：

每个指针保存的是地址，地址的长度是固定的，由操作系统确定。32bit的操作系统为4个字节，64bit的操作系统为8个字节。

 

3.原码和补码

（1）原码

原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值。比如如果是8位二进制:

[+1]原 = 0000 0001

[-1]原 = 1000 0001

原码是人脑最容易理解和计算的表示方式。

（2）补码

在计算机系统中，数值一律用补码存储。

为什么用补码来存储呢，原因在于：

使用补码，可以将符号位和其他位统一处理，减法也可按加法来处理；另外两个用补码表示的数相加时，如果最高位（有符号）有进位，则进位被舍弃（如char类型有8位，-128的补码为1000 0000）。

（3）小结与计算（以下均以8位为例）

①正数的补码与其原码一致；

②负数补码的符号位为1，其余位为该数绝对值的原码取反，然后整个数加1。

③按照负数的补码规则，可以知道，-1的补码为0xff，-2的补码为0xfe。

-128 -1

= -128 + （-1）

= 1000 0000 + 1111 1111

= 0111 1111

= 127

（4）补充知识点：

①常量为有符号位，~ 2 = -3。

②2的补码：0000 0010；

取反后得：1111 1101，符号位为1，可知是负数；

符号位不动，其余为取反并加1，得 1000 0011，为-3。

 

4.变量三大特点：

（1）变量的数据类型：主要说明变量占用内存空间的大小；

（2）变量的作用域：变量有效的使用范围；

（3）变量存储的类别：变量在内存中的存储的方式，不同的存储方式，影响变量在内存中的生存方式。

 

5.变量存储以及内存分配：

（1）初步理解：

打开程序，内存中就有了一个进程。对于进程来说，操作系统给每个进程都分配了4G的内存空间，但是进程不会用到4G的空间，实际用到的物理内存可能是20M。就好比1个人住在100平米的房间，而人每次活动实际占的空间只有1平米。

（2）内存空间的分配：

内存空间主要分为5段：内核段，栈空间，堆空间，数据段，代码段。

栈空间：

存放局部变量，函数形参，自动变量

堆空间：

运行时可以动态分配的内存区域，通过 malloc， ralloc，calloc，free等库函数，可以在运行期间向系统申请一段内存，申请到的内存空间就位于堆区上。

数据段：

·未初始化的全局变量.bss：存放没有初始化和初始化为0的全局变量。

·常量数据.rodata：存放常量。

·初始化过的全局变量.data：（静态数据区）初始化为非零的全局变量，static修饰的变量。

代码段：

代码段保存源代码的地址（代码段的地址不可以修改）。

（3）栈空间和堆空间的特点：

栈空间：

①先进后出（最先输入的数据最后释放），管理权限是系统。

②若变量未初始化，随机分配一个垃圾值

堆空间：

①先进先出，管理权限是用户。

②若变量未初始化，则初始化为0；

 

6.声明与定义的区别：

（1）声明一个变量：告知编译器，这个名字（变量名）已经匹配在一块内存上了，但是并未为其分配内存。

（2）定义一个变量：创建一个变量，为其分配内存空间，并为它取名字（变量名），一个变量只能定义一次。