C语言重要知识点总结（一）

最近重新看了下C语言，发现先前学习的时候很多的重点都被忽略了，现在回头看发现了很多以前没有注意的东西，所以写博客记录下，方便以后可以参考查询。

  1. 变量的存储类别

    C语言中变量的存储类别有auto，register，extern和static。下面将对以下四个存储类别进行详细的介绍：
    auto：自动变量，默认的存储类型，根据变量定义的位置决定变量的生命周期和作用域。如果定义在任何一个函数的外面则编译器将改变量定为全局变量。如果定义在函数里面，则编译器则会将改变量识别为局部变量。
    register：寄存器变量，这个类别的变量会被优先分配到寄存器。通常作为循环因子的变量会被分配到寄存器。
    extern：外部变量（全局变量），该关键字用来扩展全局变量的作用域。扩展的范围是从使用extern变量开始到改文件结尾。extern关键字所做的工作只是让其他文件中的程序可以引用该变量，并不会改变这个变量的生命周期。extern修饰的一定是全局变量，修饰局部变量没有意义。
    static静态变量，以前以为用static修饰的变量是存放在堆中的，现在觉得不是。static是用于限制作用域的，被static修饰的变量存储在数据段中，无论static修饰的是全局变量还是局部变量都是被存放在数据段中的。被static修饰的变量可以细分为static全局变量和static局部变量。下面对分别对static全局变量和static局部变量从作用域和生命周期进行总结：

    staitc变量作用域生命周期
    staitc全局变量只作用于本文件，也就是说只有本文件的函数可以引用改全局变量。在整个程序执行过程中该变量一直存在。
    staitc局部变量作用域和普通的局部变量一样，只能作用在其所定义的复合语句中，也就是其他函数不可访问。在整个程序执行过程中该变量一直存在，因为不是存放在栈中而是存放在数据段内。

    正是被static修饰的变量有如上的特性，所以static变量在C语言中有一个很显著的作用就是可以实现一个模块的封装。在C语言中一个源程序文件就是一个模块，由于被static声明的全局变量只能被本文件的函数访问，所以当用户在一个文件中定义一个static全局变量后，其他文件（模块）只能通过该模块提供的接口函数来访问这个static变量，而不能直接对其进行操作。

    2. 数组指针和指针数组
    这两个概念是我自己总结，其实自己也有点迷糊。数组指针是指数组的指针，而指针数组是指指针的数组。
    指针数组：指针的数组好理解，就是存放指针的数组，在C语言中定义如下： 

        int *p[10];

该定义指定了一个存放10个指向int的指针的数组。
数组指针：数组的指针，顾名思义，就是指指向一个数组的指针。在C语言中的定义如 

        int (*p)[10];

一个指针，指向一个数组对象，该数组是一个拥有10个整型元素的数组。
注意：当执行P+1是，p移动的字节数不是int的字节数，而是整个数组的字节数。如上面的定义，当执行p+1时，移动的是sizeof(int)*10=40个字节。
3. 内存对齐
为了高速的处理数据，现代处理器的设计引入了对齐的概念。所谓对齐就是保证数据在内存中的存储时地址变化按照一定的规律，主要目的是保证CPU每次都可以取同样长度的数据进行运算，因此可以提高计算机运行的速度。是一种用空间换时间的策略。

struct test1{
    char ch;
    short s;
    int i;
}

在32位体系结构中定义如上的结构体。用sizeof()测试上面结构体的大小的结果是8字节。

struct test2{
    char ch;
    int i;
    short s;
}

在32位体系结构中定义如上的结构体。用sizeof()测试上面结构体的大小的结果是12字节。
出现上面的现象就是由于内存对齐。在32位体系结构中默认采用4字节的对齐方式。也就是说CPU一次读取字节的大小为4个字节。当只有一个字符变量的时候，第一个字节存储字符变量的值，剩下的3个用空白值填充。当对于结构体test1中的情况是将字符型变量ch和短整型变量存储在一个4字节的内存区域，多出的一个字节用无用值填充。所以测试的结果是8字节。用图形表示如下：

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