某日二师兄加入 XXX 科技公司的 C ++ 工程师开发岗位第 17 面:
面试官:聊一聊指针?
二师兄:好的。
面试官:你感觉指针实质上是什么?
二师兄:这要从内存地址开始说起了。如果有一块容量是 1G 的内存,假如它的地址是从
0x00000000
到0x3fffffff
,每一个字节都对应一个地址。当咱们申明一个变量并初始化它时:
int a = 42;
二师兄:操作系统会调配一块容量为
4(sizeof(int))
的地址,这块内存的首地址是0x00001000
(假如),完结地址是0x00001003
,在申请的这4
个字节上放入42
。当咱们对这个变量取地址时,
int a = 42;
int* p = &a;
二师兄:操作系统会再调配一块内存,这块内存的大小是
sizeof(int*)
,这块内存的起始地址是0x00002000
(假如),完结地址是0x00002003
(32 位操作系统),而后将&a
取到的起始地址0x00001000
放入0x00002000
–0x00002003
中。并将刚调配的这块内存的起始地址赋给p
。
二师兄:当咱们对
p
操作时,是对0x00002000-0x00002003
这块内存操作,当咱们对*p
(解援用) 操作时,是对0x00001000-0x00001003
这块内存操作。二师兄:回到问题,我感觉指针的实质就是内存地址。尽管指针指向一块内存地址,但它同时也是一个变量,也能够对指针取地址。如果对指针取地址,同样能够失去一个内存地址(如
0x00002000
), 如果把这个内存地址存起来,那么指向这个内存地址的变量的类型就是二级指针(int**
)。面试官:好的。在
0x00002000-0x00002003
这块内存中,咱们放入了一个地址是0x00001000
,然而并没有这个地址的长度。只晓得一个地址而不晓得长度,怎么能把数据取出来?二师兄:这次要是因为
p
的类型是int*
,当对p
解援用时,编译器晓得理解援用的后果是int
类型,所以从0x00001000
往后读取 4 个字节(sizeof(int)
),并依照以后 CPU 的模式(思考大小端)把这四个字节组成一个int
类型的变量。面试官:
malloc
函数你晓得吧,返回的类型是void*
,在free
的时候怎么晓得这块内存的大小的呢?二师兄:额。。这个还不太分明。。
面试官:没关系,明天就到这里,回去等告诉吧。
让咱们来看看让二师兄折戟的这个问题:
malloc
函数返回的类型是void*
,在free
的时候怎么晓得这块内存的大小的呢?
这里牵扯到 malloc
和free
的实现形式,不同的厂商实现的形式不尽相同。以 ptmalloc
为例,当应用 malloc
申请 size = 16
的内存时,malloc
会从内存池中调配一块 sizeof(chunk)+16
长度的内存。chunk
段保留了一些前后 chunk
的信息,也保留了这块内存的大小(16)。malloc
函数返回的地址是 0x00001000
,而在free(0x00001000)
时,free
函数会用 0x00001000
减去特定值(sizeof(chunk)
),失去 chunk
的起始地址,从 chunk
中获取这块内存真正的尺寸,从而实现 free
的工作。抛开内存的利用率不说,这是一个十分美好的实现!
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好了,今日份面试到这里就完结了。关注我,每天带你学习一个 C ++ 小常识!
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