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0x000000000x3fffffff,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mallocfree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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