C语言知识点小结 | 指针 数组 结构体 堆栈 内存分配

不掌握指针就是没有掌握C的精华

地址指向该变量单元，地址即指针

在C/C++语言中定义一个指针，就是在栈区开辟一个内存空间用来存放它指向的内存地址，然后给指针赋值，就是把地址值赋值给刚才开辟的内存空间，然后通过访问该内存中的地址值来间接访问该地址下存放的数据。

指针可以有指针吗？

有。指针可以指向一份普通类型的数据，例如 int、double、char 等，也可以指向一份指针类型的数据，例如 int *、double *、char * 等。

如果一个指针指向的是另外一个指针，我们就称它为二级指针，或者指向指针的指针。

数组和指针的联系

通过指针可以引用数组，
指针可以看作快捷方式，数组可以看做是存有数据的文件夹。访问指针将会通过地址带领你找到并操作真实的文件夹，访问数组时则是直接找到并操作文件夹。

数组只是定义在栈区的一个连续变量，它的首地址就是一个指针。

C语言把内存划分成四个区，它把一般的变量和数组等存在于内存中的栈区，所以数组在C语言的定义中只是一组同类型的普通变量，即使这个变量有可能是指针。所以他的作用比指针小的很多，而指针可以指向任何区的任何数据，所以就会觉得指针和数组名很像，但是必须要注意的是，数组名只是指针中的一种，它是指针中只指向栈区的且指针的移动范围是有限的，即数组长度。而且数组在定义之初就已经有了自己的内存，一般的指针如果未指向某一个内存块时，它是没有自己的内存的，即所谓的野指针。

C与C++的区别

C++面向对象的语言，C是面向过程的结构化编程语言

C++具有 封装、继承、多态的特性

C++增加许多类型安全的功能，如强制类型转换

C++支持范式编程，如模板类、函数模块等

面向对象VS面向过程

面向过程是一种以事件为中心的编程思想，编程的时候把解决问题的步骤分析出来，然后用函数把这些步骤实现，在一步一步的具体步骤中再按顺序调用函数。

面向对象是把要解决的问题分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个对象在整个解决问题的步骤中的属性和行为。面向对象是以功能来划分问题，而不是以步骤解决。

优缺点比较

面向过程

优点：

• 流程化使得编程任务明确，在开发之前基本考虑了实现方式和最终结果，具体步骤清楚，便于节点分析。
• 效率高，面向过程强调代码的短小精悍，善于结合数据结构来开发高效率的程序。

缺点：

• 需要深入的思考，耗费精力，代码重用性低，扩展能力差，后期维护难度比较大。

面向对象

优点:

• 结构清晰，程序是模块化和结构化，更加符合人类的思维方式；
• 易扩展，代码重用率高，可继承，可覆盖，可以设计出低耦合的系统；
• 易维护，系统低耦合的特点有利于减少程序的后期维护工作量。

缺点：

• 开销大，当要修改对象内部时，对象的属性不允许外部直接存取，所以要增加许多没有其他意义、只负责读或写的行为。这会为编程工作增加负担，增加运行开销，并且使程序显得臃肿。
• 性能低，由于面向更高的逻辑抽象层，使得面向对象在实现的时候，不得不做出性能上面的牺牲，计算时间和空间存储大小都开销很大。

结构体

数组具有只能存放同一类型的数据的局限性，为了在解决复杂问题时需要多种不同类型数据，就引入结构体的概念。
结构体（Struct）从本质上讲是一种自定义的数据类型，只不过这种数据类型比较复杂，是由 int、char、float 等基本类型组成的。你可以认为结构体是一种聚合类型。
在实际开发中，我们可以将一组类型不同的、且用来描述同一件事物的变量放到结构体中。例如，在校学生有姓名、年龄、身高、成绩等属性，学了结构体后，我们就不需要再定义多个变量了，将它们都放到结构体中即可。

结构体中能放函数吗？

C语言中结构体只能储存数据。但在C++中，引入了类的概念，类中既可以声明变量，也可以定义函数。

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
}; #注意大括号后面的分号;不能少，这是一条完整的语句。

结构体指针

C语言结构体指针的定义形式一般为：

struct 结构体名 *变量名;

下面是一个定义结构体指针的实例：

//结构体
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;

内存分配

1，内存分配的类型：

在C/C++中内存分为5个区，分别为栈区、堆区、全局/静态存储区、常量存储区、代码区。

静态内存分配:编译时分配。包括:全局、静态全局、静态局部三种变量。

动态内存分配:运行时分配。包括:栈(stack): 局部变量。堆(heap): c语言中用到的变量被动态的分配在内存中。(malloc或calloc、realloc、free函数)

2.变量的内存分配：

栈区（stack）：指那些由编译器在需要的时候分配，不需要时自动清除的变量所在的储存区，如函数执行时，函数的形参以及函数内的局部变量分配在栈区，函数运行结束后，形参和局部变量去栈（自动释放）。栈内存分配运算内置与处理器的指令集中，效率高但是分配的内存空间有限。

堆区（heap）：指哪些由程序员手动分配释放的储存区，如果程序员不释放这块内存，内存将一直被占用，直到程序运行结束由系统自动收回，c语言中使用malloc，free申请和释放空间。

静态储存区（static）：全局变量和静态变量的储存是放在一块的，其中初始化的全局变量和静态变量在一个区域，这块空间当程序运行结束后由系统释放。

常量储存区（const）：常量字符串就是储存在这里的，如“ABC”字符串就储存在常量区，储存在常量区的只读不可写。const修饰的全局变量也储存在常量区，const修饰的局部变量依然在栈上。

程序代码区：存放源程序的二进制代码。

堆栈（Heap& Stack）

堆和栈都是动态分配内存，两者空间大小都是可变的。

Stack： 栈，存放Automatic Variables，在数据结构中，栈是一种可以实现**“先进后出”的存储结构。按内存地址由高到低**方向生长，其最大大小由编译时确定，速度快，但自由性差，最大空间不大。
在实际编程中，可以通过两种方式来实现：
使用数组的形式来实现栈，称为静态栈；
使用链表的形式来实现栈，称为动态栈。

Heap： 堆，相对于栈的“先进后出”特性，堆则是一种经过排序的树形数据结构，常用来实现优先队列等。是自由申请的空间，按内存地址由低到高方向生长，其大小由系统内存/虚拟内存上限决定，速度较慢，但自由性大，可用空间大。
动态分配的内存在调用 malloc() 或者相关函数产生，在调用 free() 时释放， realloc() 可用于重新分配空间大小。

注意：

如果malloc（calloc、realloc） 比 free 多， 会造成内存泄漏；

如果malloc（calloc、realloc） 比 free 少，会造成二次删除， 破坏内存，导致程序崩溃。

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作者：冰箱上的笑话
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/qq_41361526/article/details/115709501
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