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  • 今天小编就为大家分享一篇关于Java数组在内存中存放原理的讲解,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
  • 内存中如何存放数据

    千次阅读 2019-01-03 09:16:53
    · 计算机执行程序时,组成程序的指令和程序所操作的数据都必须存放在某个地方 · 这个地方就是计算机的内存(也称为主存或随机访问存储器),类比人类的大脑,内存就是程序员的一切,非常重要   注意:主存和...

    1、计算机使用内存来记忆或存储计算时使用的数据

     

    · 计算机执行程序时,组成程序的指令和程序所操作的数据都必须存放在某个地方

    · 这个地方就是计算机的内存(也称为主存或随机访问存储器),类比人类的大脑,内存就是程序员的一切,非常重要

     

    注意:主存和RAM的区别

     

    2、组成计算机内存的单位是bit(位)。binary digit(二进制数字)

     

    8 bit(比特) = 1 byte (字节)

    10M带宽:10M bps( bit per second )

    内存分配方式 

    内存分配方式有三种: 

    (1)从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量。 

    (2)在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。 

    (3)从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定,使用非常灵活,但问题也最多。 

     

    常见的内存错误及其对策 

    发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状,时隐时现,增加了改错的难度。有时用户怒气冲冲地把你找来,程序却没有发生任何问题,你一走,错误又发作了。 

    常见的内存错误及其对策如下: 

    • 内存分配未成功,却使用了它。 

    编程新手常犯这种错误,因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是,在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数,那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。如果是用malloc或new来申请内存,应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。

    • 内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它。 

    犯这种错误主要有两个起因:一是没有初始化的观念;二是误以为内存的缺省初值全为零,导致引用初值错误(例如数组)。 

    内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,尽管有些时候为零值,我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组,都别忘了赋初值,即便是赋零值也不可省略,不要嫌麻烦。

    • 内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界。 

    例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中,循环次数很容易搞错,导致数组操作越界。

    • 忘记了释放内存,造成内存泄露。 

    含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足,你看不到错误。终有一次程序突然死掉,系统出现提示:内存耗尽。 

    动态内存的申请与释放必须配对,程序中malloc与free的使用次数一定要相同,否则肯定有错误(new/delete同理)。

    • 释放了内存却继续使用它。 

    有三种情况: 

    (1)程序中的对象调用关系过于复杂,实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存,此时应该重新设计数据结构,从根本上解决对象管理的混乱局面。 

    (2)函数的return语句写错了,注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”,因为该内存在函数体结束时被自动销毁。(return ?) 

    (3)使用free或delete释放了内存后,没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

    【规则1】用malloc或new申请内存之后,应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。 

    【规则2】不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。 

    【规则3】避免数组或指针的下标越界,特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。 

    【规则4】动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏。 

    【规则5】用free或delete释放了内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生“野指针”。 

     

    · 动态内存会被自动释放吗? 

    函数体内的局部变量在函数结束时自动消亡。很多人误以为示例是正确的。理由是p是局部的指针变量,它消亡的时候会让它所指的动态内存一起完蛋。这是错觉!

    void Func(void)
    
    { 
    
    char p = (char ) malloc(100);
    
    // 动态内存会自动释放吗? 
    
    } 

    我们发现指针有一些“似是而非”的特征:

     

    (1)指针消亡了,并不表示它所指的内存会被自动释放。 

    (2)内存被释放了,并不表示指针会消亡或者成了NULL指针。 

    这表明释放内存并不是一件可以草率对待的事。也许有人不服气,一定要找出可以草率行事的理由: 

    如果程序终止了运行,一切指针都会消亡,动态内存会被操作系统回收。既然如此,在程序临终前,就可以不必释放内存、不必将指针设置为NULL了。终于可以偷懒而不会发生错误了吧? 想得美。如果别人把那段程序取出来用到其它地方怎么办? 

     

    ·  内存耗尽怎么办? 

    如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块,malloc和new将返回NULL指针,宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。 

    (1)判断指针是否为NULL,如果是则马上用return语句终止本函数。例如: 

    void Func(void) 
    
    { 
            A *a = new A; 
    
            if(a == NULL) 
    
            { 
    
                    return; 
    
            } 
    
    … 
    
    }

    (2)判断指针是否为NULL,如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。例如: 

    void Func(void) 
    
    { 
    
            A *a = new A; 
    
            if(a == NULL) 
    
            { 
    
            cout << “Memory Exhausted” << endl; 
    
            exit(1); 
    
            } 
    
    … 
    
    }

    (3)为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C++可以用_set_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数,也可以让malloc享用与new相同的异常处理函数。

    上述(1)(2)方式使用最普遍。如果一个函数内有多处需要申请动态内存,那么方式(1)就显得力不从心(释放内存很麻烦),应该用方式(2)来处理。 很多人不忍心用exit(1),问:“不编写出错处理程序,让操作系统自己解决行不行?” 

    不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情,一般说来应用程序已经无药可救。如果不用exit(1) 把坏程序杀死,它可能会害死操作系统。道理如同:如果不把歹徒击毙,歹徒在老死之前会犯下更多的罪。

    有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言,无论怎样使用malloc与new,几乎不可能导致“内存耗尽”。我在Windows 98下用Visual C++编写了测试程序,见示例。这个程序会无休止地运行下去,根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”,内存用完了,自动用硬盘空间顶替。我只听到硬盘嘎吱嘎吱地响,Window 98已经累得对键盘、鼠标毫无反应。 我可以得出这么一个结论:对于32位以上的应用程序,“内存耗尽”错误处理程序毫无用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了:反正错误处理程序不起作用,我就不写了,省了很多麻烦。 必须强调:不加错误处理将导致程序的质量很差,千万不可因小失大。

    void main(void) 
    
    { 
    
            float *p = NULL; 
    
            while(TRUE) 
    
            { 
    
            p = new float[1000000]; 
    
            cout << “eat memory” << endl; 
    
            if(p==NULL) 
    
                   exit(1); 
    
            } 
    
    } 
    
    

     

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  • char型常量(字符),在计算机是按其ASCII值进行存储,ASCII是"整型类"数据,在内存中全部以补码形式进行存放。补码是一种二进制数据表示形式。整数分为正数、负数和零,计算机设计初期,规定,以字节的最高位表示...

    char型常量(字符),在计算机中是按其ASCII值进行存储,ASCII是"整型类"数据,在内存中全部以补码形式进行存放。

    补码是一种二进制数据表示形式。整数分为正数、负数和零,计算机设计初期,规定,以字节的最高位表示符号,其余位表示数值,来表示有符号数据,这就是原码。但原码表示法中出现了”正0“和”负0“的表示现象,因此,又研究出来了补码概念,最终用补码来进行数据的存储。

    规定:

    • 正数的原码与补码相同。

    • 负数的补码=反码+1,

    • 反码是原码符号位不变,其余位取反。

    如:以一字节整数为例

    -1的原码为:1000 0001

    -1的反码为:1111 1110

    -1的补码为:1111 1111

    转载于:https://www.cnblogs.com/techecho/p/9501267.html

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  • 2、存放数据类型相同 3、数组必须先进行初始化才能使用 如果定义数组变量时没有进行初始化、系统会为数组赋默认值 整数类型-byte、short、int、long,默认值是 0 浮点类型-float、double ,默认值是 0.0 字符类型-...

    数组是引用类型的数据类型
    特点:
    1、长度固定
    2、存放数据类型相同
    3、数组必须先进行初始化才能使用
    如果定义数组变量时没有进行初始化、系统会为数组赋默认值
    整数类型-byte、short、int、long,默认值是 0
    浮点类型-float、double ,默认值是 0.0
    字符类型-char ,默认值是 ‘\u0000’
    布尔类型-boolean,默认值是 false
    引用类型-类、接口、数组,默认值是 null

    –下面来看数组在内存中是怎么存放的

    public class InitArray {
    	public static void main(String[] args) {
    	   //1、动态初始化,我们指定数组长度,系统自动赋默认值
    		int[] b = new int[5];
    		//2.静态初始化,我们赋初值、系统自动决定数组长度
    		int[] a = {33,44,55};
    		System.out.println("------a.length="+a.length);
    		System.out.println("------b.length="+b.length);
    		b = a;//
    		System.out.println("------b.length="+b.length);
    	}
    }
    

    输出:
    ------a.length=3
    ------b.length=5
    ------b.length=3
    可以看出数组b的长度有变化,并不是数组b变小了,而是数组引用变量b指向了a数组,输出的其实是a的数组长度
    上图:
    当我们定义并初始化了数组a时,系统在内存中分配了两个空间,一个用来存放数组的引用变量-栈内存,一个用来存放实际数组值-堆内存,数组b是动态初始化也同理,只是数组值都是默认值0,栈中a、b变量存放的是数组在堆内存中的地址,也就是变量a、b分别指向这两个数组、如下图在这里插入图片描述
    当执行 b = a;时,是a把地址值付给了变量b,此时b指向数组a,所以b打印出来的长度是3,数组b失去了引用,变成垃圾,等待垃圾回收机制回收
    在这里插入图片描述
    Tip:
    *当一个方法执行时、会建立自己的内存栈、方法里定义的遍历会逐个放入内存栈里、方法结束、内存栈自然销毁

    • 程序中创建对象时、对象别保存到运行时数据区、也就是堆内存、堆内存中的对象不会随着方法结束被销毁,只有当对象没有任何引用变量引用它时才会别 垃圾回收机制回收*。
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  • 数据在内存中存放

    千次阅读 2017-07-31 09:32:46
    大端模式:数据的低位保存在内存的高地址,而数据的高位保存在内存的低地址之; 小端模式:数据的低位保存在内存的低地址,而数据的高位保存在内存的高地址; 计算机系统以字节为单位,每个单位都对应一个...

    大端模式小端模式:

    原码是将二进制的符号位不变,其他位依次按位取反
    补码是反码加一
    正数的原码反码补码都相同
    大端模式:数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位保存在内存的低地址之中;
    小端模式:数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位保存在内存的高地址中;
    计算机系统以字节为单位,每个单位都对应一个字节,一个字节为8bit。但在ce语言中除了8bit的char之外
    ,还有16bit的short型,32bit的long型,所以对于大于8bit 的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,
    则存在一个如何将多个字节安排的问题,因此导致大端模式和小端模式。


    一、 在c中分为这几个存储区

      1.栈 由编译器自动分配释放

      2.堆 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收

      3.全局区(静态区),全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束释放

      4.另外还有一个专门放常量的地方。程序结束释放

      程序代码区,存放2进制代码。

      在函数体中定义的变量通常是在栈上,用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量,加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区),在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效,不能extern到别的文件用,在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外,函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。比如:

      int a = 0; //全局初始化区

      char *p1; //全局未初始化区

      void main()

      {

      int b; //

      char s[] = "abc"; //

      char *p2; //

      char *p3 = "123456"; //123456{post.content}在常量区,p3在栈上

      static int c = 0; //全局(静态)初始化区

      p1 = (char *)malloc(10); //分配得来得10字节的区域在堆区

      p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得20字节的区域在堆区

      strcpy(p1, "123456");

      //123456{post.content}放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块

      }

      二、在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区

      1.栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

      2.堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete.如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

      3.自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。

      4.全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

      5.常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改)

      三、 谈谈堆与栈的关系与区别

    全局变量,静态变量----存于数据区;

    局部变量,函数形参----存于stack;
    函数代码----------------存于代码区;
    new出来的变量--------存于heap。
    堆和栈的区别:
    一、预备知识——程序的内存分配
    一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:
    1、栈区(stack)——由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
    2、堆区(heap)—— 一般由程序员分配(如new、malloc)和释放(delete,free), 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,但这样会导致内存泄露,严重的导致系统崩溃, 如一个程序是长期运行的,申请的变量永远都得不到释放,系统内存会耗尽。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
    3、全局区(静态区)(static)——全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 程序结束后由系统释放。
    4、文字常量区 —— 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放 。
    5、程序代码区 —— 存放函数体的二进制代码。

               具体地说,现代计算机(串行执行机制),都直接在代码底层支持栈的数据结构。这体现在,有专门的寄存器指向栈所在的地址,有专门的机器指令完成数据入栈出栈的操作。这种机制的特点是效率高,支持的数据有限,一般是整数,指针,浮点数等系统直接支持的数据类型,并不直接支持其他的数据结构。因为栈的这种特点,对栈的使用在程序中是非常频繁的。对子程序的调用就是直接利用栈完成的。机器的call指令里隐含了把返回地址推入栈,然后跳转至子程序地址的操作,而子程序中的ret指令则隐含从堆栈中弹出返回地址并跳转之的操作。C/C++中的自动变量是直接利用栈的例子,这也就是为什么当函数返回时,该函数的自动变量自动失效的原因。

      和栈不同,堆的数据结构并不是由系统(无论是机器系统还是操作系统)支持的,而是由函数库提供的。基本的malloc/realloc/free 函数维护了一套内部的堆数据结构。当程序使用这些函数去获得新的内存空间时,这套函数首先试图从内部堆中寻找可用的内存空间,如果没有可以使用的内存空间,则试图利用系统调用来动态增加程序数据段的内存大小,新分配得到的空间首先被组织进内部堆中去,然后再以适当的形式返回给调用者。当程序释放分配的内存空间时,这片内存空间被返回内部堆结构中,可能会被适当的处理(比如和其他空闲空间合并成更大的空闲空间),以更适合下一次内存分配申请。这套复杂的分配机制实际上相当于一个内存分配的缓冲池(Cache),使用这套机制有如下若干原因:

      1. 系统调用可能不支持任意大小的内存分配。有些系统的系统调用只支持固定大小及其倍数的内存请求(按页分配);这样的话对于大量的小内存分类来说会造成浪费。

      2. 系统调用申请内存可能是代价昂贵的。系统调用可能涉及用户态和核心态的转换。

      3. 没有管理的内存分配在大量复杂内存的分配释放操作下很容易造成内存碎片。

      堆和栈的对比

      从以上知识可知,栈是系统提供的功能,特点是快速高效,缺点是有限制,数据不灵活;而栈是函数库提供的功能,特点是灵活方便,数据适应面广泛,但是效率有一定降低。栈是系统数据结构,对于进程/线程是唯一的;堆是函数库内部数据结构,不一定唯一。不同堆分配的内存无法互相操作。栈空间分静态分配和动态分配两种。静态分配是编译器完成的,比如自动变量(auto)的分配。动态分配由alloca函数完成。栈的动态分配无需释放(是自动的),也就没有释放函数。为可移植的程序起见,栈的动态分配操作是不被鼓励的!堆空间的分配总是动态的,虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统,但是精确的申请内存释放内存匹配是良好程序的基本要素。

      1.碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以>参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。

      2.生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。

      3.分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。

      4.分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。

      明确区分堆与栈:

      在bbs上,堆与栈的区分问题,似乎是一个永恒的话题,由此可见,初学者对此往往是混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。

      首先,我们举一个例子:

      void f()

      {

      int* p=new int[5];

      }

      这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针p呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p.在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中,他在VC6下的汇编代码如下:

      00401028 push 14h

      0040102A call operator new (00401060)

      0040102F add esp4

      00401032 mov dword ptr [ebp-8]eax

      00401035 mov eaxdword ptr [ebp-8]

      00401038 mov dword ptr [ebp-4]eax

      这里,我们为了简单并没有释放内存,那么该怎么去释放呢?是delete p么?澳,错了,应该是delete []p,这是为了告诉编译器:我删除的是一个数组,VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。

      好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?

      主要的区别由以下几点:

      1、管理方式不同;

      2、空间大小不同;

      3、能否产生碎片不同;

      4、生长方向不同;

      5、分配方式不同;

      6、分配效率不同;

      管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生memory leak.

      空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下面,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。当然,我们可以修改:

      打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category 中选中Output,然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit.注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使栈开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。

      堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。

      另外对存取效率的比较:代码:

      char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

      char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

      aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;

      而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;

      但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

      比如:

      void main()

      {

      char a = 1;

      char c[] = "1234567890";

      char *p ="1234567890";

      a = c[1];

      a = p[1];

      return;

      }

      对应的汇编代码

      10: a = c[1];

      00401067 8A 4D F1 mov clbyte ptr [ebp-0Fh]

      0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4]cl

      11: a = p[1];

      0040106D 8B 55 EC mov edxdword ptr [ebp-14h]

      00401070 8A 42 01 mov albyte ptr [edx+1]

      00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4]al

      第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。

      无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,编写稳定安全的代码才是最重要的。

      static用来控制变量的存储方式和可见性

      函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉,这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时,如何实现? 最容易想到的方法是定义一个全局的变量,但定义为一个全局变量有许多缺点,最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围(使得在此函数中定义的变量,不仅仅受此 函数控制)

      需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对外不可见。

      static的内部机制:

      静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。

      这样,它的空间分配有三个可能的地方,一是作为类的外部接口的头文件,那里有类声明;二是类定义的内部实现,那里有类的成员函数定义;三是应用程序的main()函数前的全局数据声明和定义处。

      静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”,并不进行实际的内存分配,所以在类声 明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义,因为那会造成在多个使用该类的源文件中,对其重复定义。

      static被引入以告知编译器,将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间,静态数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化,注意静态成员嵌套时,要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

      static的优势:

      可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成员只存储一处,供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样,但它的 值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提高时间效率。

      引用静态数据成员时,采用如下格式:

      <类名>::<静态成员名>

      如果静态数据成员的访问权限允许的话(public的成员),可在程序中,按上述格式来引用静态数据成员。

      PS

      (1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象,所以它没有this指针,这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。

      (2)不能将静态成员函数定义为虚函数。

      (3)由于静态成员声明于类中,操作于其外,所以对其取地址操作,就多少有些特殊,变量地址是指向其数据类型的指针 ,函数地址类型是一个“nonmember函数指针”。

      (4)由于静态成员函数没有this指针,所以就差不多等同于nonmember函数,结果就产生了一个意想不到的好处:成为一个callback函数,使得我们得以将C++C-based X W indow系统结合,同时也成功的应用于线程函数身上。

      (5)static并没有增加程序的时空开销,相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间,节省了子类的内存空间。

      (6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static.

      (7)静态数据成员是静态存储的,所以必须对它进行初始化。

      (8)静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:

      初始化在类体外进行,而前面不加static,以免与一般静态变量或对象相混淆;初始化时不加该成员的访问权限控制符privatepublic;

      初始化时使用作用域运算符来标明它所属类;

      所以我们得出静态数据成员初始化的格式:

      <数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<>

      (9)为了防止父类的影响,可以在子类定义一个与父类相同的静态变量,以屏蔽父类的影响。这里有一点需要注意:我们说静态成员为父类和子类共享,但我们有 重复定义了静态成员,这会不会引起错误呢?不会,我们的编译器采用了一种绝妙的手法:name-mangling 用以生成唯一的标志。

      补充:new delete[],基本类型的对象没有析构函数(例如 int , char ),所以回收基本类型组成的数组空间 delete delete[] 都是应该可以如: int p = new int[10], delete p delete[]p 都可 .但是对于类对象数组(string strArr = new string[10]),只能 delete[].对 new 的单个对象,只能 delete 不能 delete[] 回收空间 .

    原文出自【比特网】,转载请保留原文链接:http://soft.chinabyte.com/database/176/11595176.shtml

     

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