内存小议论

冯诺依曼结构和哈佛结构
冯诺依曼结构是:数据和代码放在一起。
哈佛结构是:数据和代码分开存在。

先从操作系统角度讲:操作系统掌握所有的硬件内存,因为内存很大,所以操作系统把内存分成1个1个的页面(其实就是一块,一般是4KB),
然后以页面为单位来管理。页面内用更细小的方式来以字节为单位管理。操作系统内存管理的原理非常麻烦、非常复杂、非常不人性化。那么对我们这些使用操作系统的人来说,
其实不需要了解这些细节。操作系统给我们提供了内存管理的一些接口,我们只需要用API即可管理内存。

int 整形(整数类型,这个整就体现在它和CPU本身的数据位宽是一样的)譬如32位的CPU,整形就是32位,int就是32位

关键:内存编址是以字节为单位的
我随便给一个数字(譬如说7),然后说这个数字是一个内存地址,然后问你这个内存地址对应的空间多大?这个大小是固定式,就是一个字节(8bit)。
如果把内存比喻位一栋大楼,那么这个楼里面的一个一个房间就是一个一个内存格子,这个格子的大小是固定的8bit,就好象这个大楼里面所有的房间户型是一样的。

在32位系统中定义变量最好用int,因为这样效率高。原因就在于32位的系统本身配合内存等也是32位,这样的硬件配置天生适合定义32位的int类型变量,效率最高。
也能定义8位的char类型变量或者16位的short类型变量,但是实际上访问效率不高。
在很多32位环境下,我们实际定义bool类型变量(实际只需要1个bit就够了)都是用int来实现bool的。也就是说我们定义一个bool b1;时,
编译器实际帮我们分配了32位的内存来存储这个bool变量b1。编译器这么做实际上浪费了31位的内存,但是好处是效率高。

内存对齐
我们在C中int a;定义一个int类型变量,在内存中就必须分配4个字节来存储这个a。有这么2种不同内存分配思路和策略:
第一种:0 1 2 3 对齐访问
第二种:1 2 3 4 或者 2 3 4 5 或者 3 4 5 6 非对齐访问
内存的对齐访问不是逻辑的问题,是硬件的问题。从硬件角度来说,32位的内存它 0 1 2 3四个单元本身逻辑上就有相关性,这4个字节组合起来当作一个int硬件上就是合适的,效率就高。
对齐访问很配合硬件,所以效率很高;非对齐访问因为和硬件本身不搭配,所以效率不高。(因为兼容性的问题,一般硬件也都提供非对齐访问,但是效率要低很多。)


struct s
{
int age; // 普通变量
void (*pFunc)(void); // 函数指针,指向 void func(void)这类的函数
};
使用这样的结构体就可以实现面向对象。
这样包含了函数指针的结构体就类似于面向对象中的class,结构体中的变量类似于class中的成员变量,结构体中的函数指针类似于class中的成员方法。

分析一个细节:C语言中,定义局部变量时如果未初始化,则值是随机的,为什么?
定义局部变量,其实就是在栈中通过移动栈指针来给程序提供一个内存空间和这个局部变量名绑定。因为这段内存空间在栈上,而栈内存是反复使用的(脏的,上次用完没清零的),所以说使用栈来实现的局部变量定义时如果不显式初始化,值就是脏的。

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