自己以前用结构体时,较少封装实现方法即:函数指针。这一点,造成了现在对于程序扩展起来有些捉襟见肘,这里以后要注意。
同时,函数参数也尽量使用结构体,这样避免函数接口的改动。
现在慢慢明白了,为什么数据结构在C语言中这么重要。一个数据结构的合适与否,影响了整个程序的框架以及以后的可扩展性。
以后使用C语言的过程要慢慢总结。
关于内存分配的再次理解:
最近看到,关于内存分配这个地方明白了,并不是我们的malloc分配多少内存,就开辟多少;也不是我们释放了多少内存,就释放了多少内存。
首先,在系统上,malloc有一个它自己的最小分配字节(这个在Linux系统上,一般是512字节)。为了free,还要留几个字节的内存保存开辟内存的信息(大小内存,一般是4个字节)。也就是使用malloc开辟内存后,我们得到的内存至少是512字节,我们使用的至少是4+开辟的字节大小。所以,malloc尽量别太多,否则,但是每次多余保留信息的四个字节就会占用不少内存。
由于malloc分配的内存,可能在不同的时间free释放,而且释放的顺序也可以不分先后。但是由于很多时候,系统回收内存都是从malloc最后分配的内存开始,如果最后分配的内存没有释放,很可能即使在它之前的内存,都已经释放了,由于最后的内存没有释放,造成系统无法回收内存。内存依然被程序占有。造成了内存空洞。所以,很多时候即使我们free了,内存也并没有归还给系统。
另外,如果释放分配内存的中间部分,再次用来分配时,不可能保证和释放时同样大小,没有被分配的内存在这以后可能因为较小,无法用来再分配,于是,这段内存就无法再被使用,造成了小的内存碎片。
这些小内存无释放内存被使用(即无法被用来分配使用)
关于越界访问的理解:
以前总以为越界访问主要造成的是,当前函数的操作出错。最近在看了《深入理解计算机系统》第三章程序的机器级表示后,发现自己理解错了。再结合,依稀还有的51单片机内容,发现越界访问,造成的将是整个程序的崩溃。如果是在单片机上,将是整个系统的崩溃(注1)。因为越界访问,很容易造成栈中,保存的信息被修改,造成主调函数的返回地址错误,当调用ret指令的时候,程序计数寄存器PC将被装入一个错误的返回地址,程序将跑飞。那没里内存错误也就不远了。现在编译器(注2)可能在里边加了从被调函数返回时的判断,如果发现编译器设置的栈中的信息被修改,程序将不返回,直接报错。
好一点的情况是,虽然越界,但是没有修改程序的返回信息。这样程序还是能返回,但是本函数的执行结果,将会有问题。
注:
1、单片机上的程序直接操作内存,如果越界访问,修改了栈的函数调用信息,将会造成程序不能从被调函数回到主调函数。程序计数器PC的值将指向不期望的地方。这样程序就跑飞了,这时看门狗就出来。或许这就是现在在单片机里加MPU的原因吧,防止直接操作内存时造成对内存的破坏。
2、现在的GCC是有了这样的功能。
网友1评论:
唔……没看懂。看着有点乱。楼主自身理解再整理一下咯。 越界分堆越界和栈越界,两种情况表现得不一样。楼主说了栈越界的情况,有兴趣再把堆的也聊下?
作者回复:
堆的情况,主要是由内存管理算法来处理。C没有什么规定。根据需要的情景,适合相应的内存管理算法。嵌入式编程,一般更多的预先分配好固定的内存再使用。这个和PC上边的分配有很大区别。主要是内存受限的原因。 所以一般嵌入式编程,不怎么使用malloc,即使有分配内存,也是自己实现的预先分配。 关于这个有一本《内存受限系统之软件开发》关于这方面总结的挺好,可以参考下。
网友2评论:
数据架构Data Structure 是软件编程基础的核心, C语言的函数指针Function pointer是最能体现编程架构的手段之一,现在他一语道破,直接点到重点。
作者回复:
你说的这个很对。 关于函数指针,让我们编程灵活了很多。 在工作中,发现51单片机对于函数指针的支持可能不太好,用的时候要留心;M3肯定没问题;其他架构的MCU不太清楚。