C++面试_堆栈的区别_堆栈的访问效率_关键字static的作用是什么_关键字const有什么含意

转自：http://blog.163.com/xychenbaihu@yeah/blog/static/1322296552012692314819/

关键字static的作用是什么？
            这个简单的问题很少有人能回答完全。在C语言中，关键字static有三个明显的作用：
1) 无论在函数体内，类内，还是全局变量，全局静态变量，在程序启动的时候，静态变量，全局变量的空间已经分配好了。
2) 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。
3) 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

 

关键字const有什么含意？

       我只要一听到被面试者说："const意味着常数"，我就知道我正在和一个业余者打交道。

        去年Dan Saks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法，因此ESP(译者：Embedded Systems Programming)的每一位读者应该非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你从没有读到那篇文章，只要能说出const意味着"只读"就可以了。

       尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道更详细的答案，仔细读一下Saks的文章吧。）
如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：
下面的声明都是什么意思？

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/******/
前两个的作用是一样，a是一个常整型数。

第三个意味着a是一个指向常整型数的指针（也就是，整型数是不可修改的，但指针可以）。

第四个意思a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）。

最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）。

如果应试者能正确回答这些问题，那么他就给我留下了一个好印象。

顺带提一句，也许你可能会问，即使不用关键字 const，也还是能很容易写出功能正确的程序，那么我为什么还要如此看重关键字const呢？我也如下的几下理由：
1) 关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。

如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。（当然，懂得用const的程序员很少会留下的垃圾让别人来清理的。）
2) 通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。
3) 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。

堆栈的区别，堆栈的访问效率

 一、预备知识—程序的内存分配
       一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
      1、栈区（stack）： 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其 操作方式类似于数据结构中的栈。
      2、堆区（heap）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。

     3、全局区(静态区)(static)：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的 全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另 一块区域。  程序结束后由系统释放。
     4、文字常量区：常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
     5、程序代码区：存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
//main.cpp
int a = 0;                 全局初始化区
char *p1;                全局未初始化区
main()
{
      int b; 栈
      char s[] = "abc"; 栈
      char *p2; 栈
      char *p3 = "123456"; 123456/0在常量区，p3在栈上。
      static int c =0； 全局（静态）初始化区
      p1 = (char *)malloc(10);
      p2 = (char *)malloc(20);
      分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
      strcpy(p1, "123456"); 123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456" 优化成一个地方。
}

三、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack：由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap：需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
           如p1 = (char *)malloc(10);
           在C++中用new运算符
           如p2 = new char[10];
          但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2  申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时， 会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序；

       另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。

       另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

2.3  申请大小的限制
栈：栈是有空间大小限制的(ulimit -s查看)，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储 的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

2.4  申请效率的比较：
栈：栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆：堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便。

2.5 堆和栈中的存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可 执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调 用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

2.6 存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";                     //aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";                  //而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
     char a = 1;
     char c[] = "1234567890";
     char *p ="1234567890";
     a = c[1];
     a = p[1];
     return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种：在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种：则要先把指针值读到edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。