【C语言敲重点（四）】嵌入式“八股文“（1）

本篇内容：

1. 程序的内存分配

①栈（stack）：由编译器进行管理，自动分配和释放，存放的是函数调用过
程中的各种参数，局部变量，返回值以及函数返回地址。
②堆（heap）：用于程序动态申请分配和释放空间（ malloc和free），程序员
申请的空间在使用结束后应该释放，则程序自动收回。
✔ 如何记忆？自己申请的东西不要了就丢垃圾堆，垃圾堆需要自己收拾；客栈的东西出钱了由老板收拾，不需要自己动手。（嘿嘿嘿，生动形象吧！！！）
③数据段：主要存放全局变量和静态变量。分成了以下几部分
已初始化数据段.data：已初始化的全局变量和静态变量
未初始化数据段.bss：未初始化的全局变量和静态变量
只读数据段.rodata：只读常量
✔ 这里可能有误，百度的各种说明中，个人感觉很多分类得不是很清晰，比较容易混淆，这里给出的是整理之后比较清晰的版本，如有错误，敬请读者批评指正。详细见下图。
⑤代码段：存放程序的二进制代码。

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在这里插入图片描述

2. 堆栈溢出的原因？

（递归层次深、动态申请内存未释放、数组越界、指针非法访问）
答：①递归函数调用层次太深，栈中需要保存每次递归调用的局部变量，当递归调用层次太深，会导致栈溢出；
②动态申请的变量保存在堆中，需要在调用结束后手动释放，否则也会导致堆溢出；
③数组下标越界；
④指针访问非法的内存地址。

3. 关键字const的理解？

答：作用：限定或者说限制变量和常量为只读，常量必须在定义的时候同时被初始化
使用和理解如下：

#include <stdio.h>
int main(){
    
    
    int val = 100;
    int valNew = 200;

    int *p1 = &val;
    int const *p2 = &val;   //p2的值只读(*p2)，不能修改
    int *const p3 = &val;   //p3只读，不能修改
    int const *const p4 = &val;   //p4和*p4只读，不能修改
    printf("p1=%d,p2=%d,p3=%d\n",*p1,*p2,*p3);

    /** p1的值和指向可以被修改 **/
     p1 = &valNew;      /* OK */
    *p1 = 300;          /* OK */
    /** p2的值只读不能修改，指针指向可以修改 **/
     p2 = &valNew;      /* OK */
    *p2 = 300;          /* ERROR */
    /** p3只读不能修改，p3的值(*p3)可以修改 **/
     p3 = &valNew;      /* ERROR */
    *p3 = 300;          /* OK */
    /** p4的的值和指向均只读不能修改 **/
     p4 = &valNew;      /* ERROR */
    *p4 = 300;          /* ERROR */
    printf("p1=%d,p2=%d,p3=%d\n",*p1,*p2,*p3);
    return 0;
}

4. 关键字static的作用？

答：①static修饰全局变量：只初始化一次，且防止该变量在其他文件中被引用，此时该全局变量的作用域是当前文件；
②static修饰局部变量：普通的局部变量在函数执行完毕后会被销毁，而使用 static 修饰的局部变量内存空间会一直存在直到程序结束。这意味着每次调用函数时，该变量的值是不会被覆盖或重新初始化，可以实现变量值的持久化。
③static修饰函数：表示该函数作用域在当前声明文件中。

5.关键字extern的作用？

答：声明一个定义在外部文件的变量（引入）。如果extern声明全局变量，编译器会自动到本工程其他.c源文件引入该变量； extern也可以引入外部定义的函数，相当于包含对应的头文件。（引入外部变量、外部函数）

6. sizeof和strlen的区别？

sizeof是C语言中的关键字，用于计算数据类型或变量所占内存的字节数。
strlen是C语言中的函数，用于计算字符串的长度，即有效字符的个数。
计算字符串的大小时，sizeof包含字符串的结束符‘\0’，strlen不包含’\0’。
sizeof 运算符在编译时期完成，返回的是一个常量表达式，它的结果是在编译时确定的；strlen函数在运行时期根据传入的字符串动态计算其长度，返回的是字符串的有效字符个数。

7. strlen(“\0”) 和sizeof(“\0”)的“陷阱”

写出下面程序的输出结果：

a = 0，b = 2，a1段错误，b1 = 4
在这里插入图片描述

8. 什么是预编译，什么时候需要预编译

答：①编译前处理以#开头的指令，例如：#include编译器会拷贝已包含的头文件代码；#define宏定义的替换；以及#ifndef进行的条件处理。预编译指令可以放在程序中的任何位置。
②对于总是经常使用但不经常改动的大型代码，程序由多个模块组成，所有模块都使用相同的编译选项，这种情况下可以将包含文件预编译成一个预编译头。

9. C语言中的预编译运算符#和##的区别？

#（字符串化运算符）：
用于将宏参数转换为字符串常量。
示例：假设有一个宏定义 #define STR(x) #x，当使用该宏时，STR(test) 将被展开为 “test” 字符串常量。
##（连接运算符）：
用于将两个标识连接在一起形成一个新的标识。
示例：假设有一个宏定义 #define CONCAT(x, y) x##y，当使用该宏时，CONCAT(a, b) 将替换为标识符ab。
如以下代码：

#include <stdio.h>

#define TEST1(S)        (#S)
#define TEST2(S1,S2)    (S1 ## S2)

int main(){
    
    
    char *ab = "HelloWorld";
    printf("%s\n",TEST1(1));
    printf("%s\n", TEST2(a,b));
    return 0;
}

在这里插入图片描述

10. 如何避免头文件被重复包含？

使用#ifndef、#define和#endif

11. 局部变量和全部变量能否重名？

答：可以，局部变量会屏蔽全局变量。当局部变量和全局变量重名，在函数内引用该变量时，会用到同名的局部变量，而不会用到全局变量。（在C++中可使用作用域解析运算符 ::界定区分）

12. 指针在内存中占多少个字节？

答：指针占多少个字节与地址总线的位数有关，32位的地址总线指针所占大小位4个字节；64位的地址总线指针占8个字节

13. 请写一个标准宏MIN，实现传入两个参数返回较小的一个。

#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))

14. 给出下列变量的定义

定义一个整型数 int a;
定义一个指向整型数的指针 int *a;
定义一个指向指针的指针，它指向的指针指向一个整型数 int **a;
定义一个有10个整型数的数组 int a[10];
定义一个有10个指针的数组，每个指针指向一个整型数 int *p[10];
定义一个指向有10个整型数的数组的指针 int (*p)[10];
定义一个指向指针的指针，被指向的指针指向一个有10个整型数的数组 int *(*p)[10];(错) / int (**a)[10];（对）
定义一个指向数组的指针，数组中有10个整型指针 int *((*p1)[10]);(我的答案) / int *(*p2)[10];（参考答案）
定义一个指向函数的指针，该函数只有一个整型参数且返回一个整型数 int (*p)(int);
定义一个有10个指针的数组，每个数组指向一个函数，该函数只有一个整型参数且返回一个整型数 int (*p[10])(int);
定义一个函数指针，指向的函数有两个整型参数且返回一个函数指针，返回的函数指针指向有一个整型参数且返回整型数的函数 int(* (*p)(int,int))(int)

15. 结构体字节对齐

结构体变量的首地址是最长成员变量的整数倍
每个成员变量的地址空间必须对齐

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