随着微型计算机的日益普及,出现了许多C语言版本。由于没有统一的标准, 使得这些C语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况,美国国家标准研究所(ANSI)为C语言制定了一套ANSI标准，成为现行的C语言标准。

注：国际标准化组织ISO也制定的C语言的标准，被很多编译器所采用，如：GCC等。

C语言是世界上最流行、使用最广泛的高级程序设计语言之一。[2]

在操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其它高级语言，以前有许多大型应用软件都是用C语言编写的（由于面向对象编程技术的出现，大型软件转由C++、JAVA、C#再配合C语言开发；C语言在面对大型的软件开发时，会显得有些吃力）

C语言绘图能力强，具有可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。它是数值计算的高级语言。

同时也是中国国家计算机等级考试中计算机二级考试下的一个考试科目。

丹尼斯·里奇， C语言之父，UNIX之父。1978年与布莱恩·科尔尼干（Brian W. Kernighan）一起出版了名著《C程序设计语言（The C Programming Language）》，此书已翻译成多种语言，成为C语言方面最权威的教材之一。2011年10月9日，丹尼斯-里奇去世，享年70岁。

丹尼斯·里奇，全称丹尼斯·麦卡利斯泰尔·里奇。美国计算机科学家，对C语言和其他编程语言、Multics和Unix等操作系统的发展作出了巨大贡献。里奇在哈佛大学学习物理学和应用数学毕业，1967年他进入贝尔实验室，1983年他与肯·汤普逊一起获得了图灵奖。理由是他们“研究发展了通用的操作系统理论，尤其是实现了UNIX操作系统”。 肯·汤普逊和丹尼斯·里奇1999年两人为发展C语言和Unix操作系统一起获得了美国国家技术奖章。在里奇的成长历程中，有两个人对他的影响最大，一个是他父亲，而另一个是他的挚友，同为UNIX发明人的肯·汤普逊。尤其是后者。 有人问过丹尼斯，他的偶像是谁，不论在计算机领域还是其他领域？他说：我不是在英雄熏陶下成长起来的。很显然，对我职业生涯影响最大的人物是肯·汤普逊。UNIX大部分是他的工作，同样也是C语言的前辈，同样Plan 9系统的大部分工作也是他做的。并且在这其间Ken做了第一个计算机象棋大师。[4]

里奇身上有很多可贵的品格：首先，他对所做的事十分有兴趣。比如创造出Unix的初衷并非为了挣钱，事实上刚开始是为了省钱，或者将他们的游戏装到一个更省钱的机子里边。第二，跳出舒适区工作非常有必要。里奇原本是一个物理学家和数学家，但是，他却成了最具传奇的程序员。很显然，他的专业背景为他研发出C语言或者Unix起了很大帮助，正如里奇所言：“要不惧工作在一个陌生的领域里。”如果里奇花了数十年的时间在晦涩的数学上，或许Unix就会胎死腹中。第三，要有创新思维。Unix在贝尔实验室是幸运的，那里资金充足、不缺员工，他才有条件与他的朋友按照自己的时间安排来研发他们想要的东西。最后，要懂得分享。许多企业都喜欢保密，将自己的核心技术藏匿起来，这在里奇看来都是不成功的。[5]

1970年，美国贝尔实验室的 Ken Thompson，以BCPL语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的B语言（取BCPL的首字母）。并且他用B语言写了第一个UNIX操作系统。

1972年，美国贝尔实验室的 D.M.Ritchie 在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。

1977年，Dennis M.Ritchie发表了不依赖于具体机器系统的C语言编译文本《可移植的C语言编译程序》。[7]

1970到80年代，C语言被广泛应用，从大型主机到小型微机，也衍生了C语言的很多不同版本。

1994年，ISO修订了C语言的标准。

在ANSI标准化后，C语言的标准在一段相当的时间内都保持不变，尽管C继续在改进。（实际上，NormativeAmendment1在1995年已经开发了一个新的C语言版本。但是这个版本很少为人所知。）它被ANSI于2000年3月采用。[10]

1999年，ISO又对C语言标准进行修订，在基本保留原来C语言特征的基础上，针对应该的需要，增加了一些功能，命名为ISO/IEC ，俗称C99标准。

2001年和2004年先后进行了两次技术修正。

（注意：“C11标准”与“C++ 11标准”是两个完全不同的标准，前者是C语言的标准ISO/IEC ，后者是C++语言的标准ISO/IEC 。两个别搞混淆了。）

2、C是结构式语言：结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。[14]

3、C语言功能齐全：具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效率更高。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大，可以实现决策目的的游戏。[14]

4、C语言适用范围大：适合于多种操作系统，如Windows、DOS、UNIX等等；也适用于多种机型。C语言对编写需要硬件进行操作的场合，优于其它高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的。[14]

5、C语言应用指针：可以直接进行靠近硬件的操作，但是C的指针操作不做保护，也给它带来了很多不安全的因素。C++在这方面做了改进，在保留了指针操作的同时又增强了安全性，受到了一些用户的支持，但是，由于这些改进增加语言的复杂度，也为另一部分所诟病。Java则吸取了C++的教训，取消了指针操作，也取消了C++改进中一些备受争议的地方，在安全性和适合性方面均取得良好的效果，但其本身解释在虚拟机中运行，运行效率低于C++/C。一般而言，C，C++，java被视为同一系的语言，它们长期占据着程序使用榜的前三名。[15]

6、删除了 gets() 函数，使用一个新的更安全的函数gets_s（）替代。

7、增加了边界检查函数接口，定义了新的安全的函数，例如 fopen_s（），strcat_s() 等等。

8、增加了更多浮点处理宏。

9、匿名结构体/联合体支持，这个在gcc早已存在，C11将其引入标准。

12、新增 quick_exit() 函数作为第三种终止程序的方式。当 exit（）失败时可以做最少的清理工作。

1、简洁紧凑、灵活方便

C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。[17]

C语言的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据结构的运算。并引入了指针概念，使程序效率更高。[18]

C语言提供多种运算符和表达式值的方法，对问题的表达可通过多种途径获得，其程序设计更主动、灵活。它语法限制不太严格，程序设计自由度大，如对整型量与字符型数据及逻辑型数据可以通用等。[19]

5、允许直接访问物理地址，对硬件进行操作

由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够像汇编语言一样对位（bit）、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元，可用来写系统软件。[20]

6、生成目标代码质量高，程序执行效率高

C语言描述问题比汇编语言迅速，工作量小、可读性好，易于调试、修改和移植，而代码质量与汇编语言相当。C语言一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10%～20%。[19]

C语言在不同机器上的C编译程序，86%的代码是公共的，所以C语言的编译程序便于移植。在一个环境上用C语言编写的程序，不改动或稍加改动，就可移植到另一个完全不同的环境中运行。[19]

C语言有丰富的数据结构和运算符。包含了各种数据结构，如整型、数组类型、指针类型和联合类型等，用来实现各种数据结构的运算。C语言的运算符有34种，范围很宽，灵活使用各种运算符可以实现难度极大的运算。

C语言能直接访问硬件的物理地址，能进行位（bit）操作。兼有高级语言和低级语言的许多优点。

它既可用来编写系统软件，又可用来开发应用软件，已成为一种通用程序设计语言。

另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。[19]

1． C语言的缺点主要表现在数据的封装性上，这一点使得C在数据的安全性上有很大缺陷，这也是C和C++的一大区别。

2． C语言的语法限制不太严格，对变量的类型约束不严格，影响程序的安全性，对数组下标越界不作检查等。从应用的角度，C语言比其他高级语言较难掌握。也就是说，对用C语言的人，要求对程序设计更熟练一些。[21]

C的数据类型包括：整型、字符型、实型或浮点型（单精度和双精度）、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。[22]

常量其值不可改变，符号常量名通常用大写。

变量是以某标识符为名字，其值可以改变的量。标识符是以字母或下划线开头的一串由字母、数字或下划线构成的序列，请注意第一个字符必须为字母或下划线，否则为不合法的变量名。变量在编译时为其分配相应存储单元。

如果一个变量名后面跟着一个有数字的中括号，这个声明就是数组声明。字符串也是一种数组。它们以ASCII的NULL作为数组的结束。要特别注意的是，方括内的索引值是从0算起的。[23]

如果一个变量声明时在前面使用 * 号，表明这是个指针型变量。换句话说，该变量存储一个地址，而 *（此处特指单目运算符 * ，下同。C语言中另有 双目运算符 *） 则是取内容操作符，意思是取这个内存地址里存储的内容。指针是 C 语言区别于其他同时代高级语言的主要特征之一。[24]

指针不仅可以是变量的地址，还可以是数组、数组元素、函数的地址。通过指针作为形式参数可以在函数的调用过程得到一个以上的返回值（不同于return(z）这样的仅能得到一个返回值。

指针是一把双刃剑，许多操作可以通过指针自然的表达，但是不正确的或者过分的使用指针又会给程序带来大量潜在的错误。[23]

C语言的字符串其实就是以'\0'字符结尾的char型数组，使用字符型并不需要引用库，但是使用字符串就就需要C标准库里面的一些用于对字符串进行操作的函数。它们不同于字符数组。使用这些函数需要引用头文件<string.h>。[25]

在C语言中，输入和输出是经由标准库中的一组函数来实现的。在ANSI/ISO C中，这些函数被定义在头文件<stdio.h>；中。

有三个标准输入/输出是标准I/O库预先定义的：

C语言的运算非常灵活，功能十分丰富，运算种类远多于其它程序设计语言。在表达式方面较其它程序语言更为简洁，如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单，但初学者往往会觉的这种表达式难读，关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。当多种不同运算组成一个运算表达式，即一个运算式中出现多种运算符时，运算的优先顺序和结合规则显得十分重要。在学习中，对此合理进行分类，找出它们与数学中所学到运算之间的不同点之后，记住这些运算也就不困难了，有些运算符在理解后更会牢记心中，将来用起来得心应手，而有些可暂时放弃不记，等用到时再记不迟。

先要明确运算符按优先级不同分类，《C程序设计》运算符可分为15种优先级，从高到低，优先级为1 ~ 15，除第2．13级和第14级为从右至左结合外，其它都是从左至右结合，它决定同级运算符的运算顺序。[26]

关键字又称为保留字，就是已被C语言本身使用，不能作其它用途使用的字。例如关键字不能用作变量名、函数名等标识符

由ISO标准定义的C语言关键字共32个：

void：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显示丢弃运算结果。

char：字符型类型数据，属于整型数据的一种。

int：整型数据，表示范围通常为编译器指定的内存字节长。

float：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。

double：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。

_Complex:复数的基本类型（C99标准新增）

_Imaginary:虚数，与复数基本类型相似，没有实部的纯虚数（C99标准新增）

_Generic:提供重载的接口入口（C11标准新增）

short：修饰int，短整型数据，可省略被修饰的int。

long：修饰int，长整型数据，可省略被修饰的int。

long long：修饰int，超长整型数据，可省略被修饰的int。（C99标准新增）

signed：修饰整型数据，有符号数据类型。

unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型。

restrict:用于限定和约束指针，并表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式。

struct：结构体声明。

union：共用体声明。

typedef：声明类型别名。

sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小。

inline:内联函数用于取代宏定义，会在任何调用它的地方展开。（C99标准新增）

auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放。通常在栈上分配。与static相反。当变量未指定时默认为auto。

static：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部。

register：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数。

extern：指定对应变量为外部变量，即标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。

const：指定变量不可被当前线程改变（但有可能被系统或其他线程改变）。

volatile：指定变量的值有可能会被系统或其他线程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值，阻止编译器把该变量优化成寄存器变量。

return：用在函数体中，返回特定值（如果是void类型，则不返回函数值）。

continue：结束当前循环，开始下一轮循环。

goto：无条件跳转语句。

if：条件语句，后面不需要放分号。

else：条件语句否定分支（与if连用）。

switch：开关语句（多重分支语句）。

case：开关语句中的分支标记，与switch连用。

default：开关语句中的“其他”分支，可选。

for循环结构是c语言中最具有特色的循环语句，使用最为灵活方便，它的一般形式为：

for(表达式1;表达式2;表达式3) 循环体语句 。(其中；不能省略)

表达式1为初值表达式，用于在循环开始前为循环变量赋初值。

表达式2是循环控制逻辑表达式，它控制循环执行的条件，决定循环的次数。

表达式3为循环控制变量修改表达式，它使for循环趋向结束。

循环体语句是在循环控制条件成立的情况下被反复执行的语句。

但是在整个for循环过程中，表达式1只计算一次，表达式2和表达式3则可能计算多次，也可能一次也不计算。循环体可能多次执行，也可能一次都不执行。

先执行表达式2，然后执行循环结构，最后表达式3，一直这样循环下去。

for循环语句是c语言种功能最为强大的语句，甚至在一定程度上可以代替其他的循环语句。

以上循环语句，当循环条件表达式为真则继续循环，为假则跳出循环。

顺序结构的程序设计是最简单的，只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行，它的执行顺序是自上而下，依次执行。

例如：a = 3，b = 5，现交换a，b的值，这个问题就好像交换两个杯子水，这当然要用到第三个杯子，假如第三个杯子是c，那么正确的程序为：c = a； a = b； b = c；执行结果是a = 5，b = c = 3如果改变其顺序，写成：a = b； c = a； b =c；则执行结果就变成a = b = c = 5，不能达到预期的目的，初学者最容易犯这种错误。顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序，常见的输入、计算，输出三步曲的程序就是顺序结构，例如计算圆的面积，其程序的语句顺序就是输入圆的半径r，计算s = 3.14159*r*r，输出圆的面积s。不过大多数情况下顺序结构都是作为程序的一部分，与其它结构一起构成一个复杂的程序，例如分支结构中的复合语句、循环结构中的循环体等。[28]

顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题，但不能做判断再选择。对于要先做判断再选择的问题就要使用选择结构。选择结构的执行是依据一定的条件选择执行路径，而不是严格按照语句出现的物理顺序。选择结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程，根据不同的程序流程选择适当的选择语句。选择结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算，设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图，然后根据程序流程写出源程序，这样做把程序设计分析与语言分开，使得问题简单化，易于理解。程序流程图是根据解题分析所绘制的程序执行流程图。[29]

循环结构可以减少源程序重复书写的工作量，用来描述重复执行某段算法的问题，这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构，C语言中提供四种循环，即goto循环、while循环、do while循环和for循环。四种循环可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替换，但一般不提倡用goto循环，因为强制改变程序的顺序经常会给程序的运行带来不可预料的错误。

特别要注意在循环体内应包含趋于结束的语句（即循环变量值的改变），否则就可能成了一个死循环，这是初学者的一个常见错误。

三个循环的异同点：用while和do…while循环时，循环变量的初始化的操作应在循环体之前，而for循环一般在语句1中进行的；while循环和for循环都是先判断表达式，后执行循环体，而do…while循环是先执行循环体后判断表达式，也就是说do…while的循环体最少被执行一次，而while循环和for就可能一次都不执行。另外还要注意的是这三种循环都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环，而goto语句与if构成的循环，是不能用break和

顺序结构、分支结构和循环结构并不彼此孤立的，在循环中可以有分支、顺序结构，分支中也可以有循环、顺序结构，其实不管哪种结构，均可广义的把它们看成一个语句。在实际编程过程中常将这三种结构相互结合以实现各种算法，设计出相应程序，但是要编程的问题较大，编写出的程序就往往很长、结构重复多，造成可读性差，难以理解，解决这个问题的方法是将C程序设计成模块化结构。[30]

C语言的模块化程序结构用函数来实现，即将复杂的C程序分为若干模块，每个模块都编写成一个C函数，然后通过主函数调用函数及函数调用函数来实现一大型问题的C程序编写，因此常说：C程序=主函数+子函数。因此，对函数的定义、调用、值的返回等中要尤其注重理解和应用，并通过上机调试加以巩固。[31]

判断语句（选择结构）：

if 语句：“如果”语句；if—else 语句：“若…（则）…否则…”语句；switch 语句：“切换”语句；switch—case：“切换—情况”语句。

循环语句（循环结构）：

while 语句：“当…”语句；do—while 语句：“做…当…（时候）”语句；for 语句：条件语句（即“（做）…为了…”语句）。

跳转语句（循环结构：是否循环）：

goto 语句：“转舵”语句；break 语句：“中断”（循环）语句；continue 语句：“继续”语句（结束本次循环，继续下一次循环）；return 语句：“返回馈”语句。[1]

比较特别的是，比特右移（>>）运算符可以是算术（左端补最高有效位）或是逻辑（左端补 0）位移。例如，将 右移 3 比特，算术右移后成为 ，逻辑右移则为 。因算术比特右移较适于处理带负号整数，所以几乎所有的编译器都是算术比特右移。

运算符的优先级从高到低大致是：单目运算符、算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符、赋值运算符（=）和逗号运算符。[32]

C程序是由一组或是变量或是函数的外部对象组成的。 函数是一个自我包含的完成一定相关功能的执行代码段。我们可以把函数看成一个"黑盒子", 你只要将数据送进去就能得到结果, 而函数内部究竟是如何工作的的, 外部程序是不知道的。外部程序所知道的仅限于输入给函数什么以及函数输出什么。函数提供了编制程序的手段, 使之容易读、写、理解、排除错误、修改和维护。

C程序中函数的数目实际上是不限的, 如果说有什么限制的话, 那就是, 一个C程序中必须至少有一个函数, 而且其中必须有一个并且仅有一个以main为名, 这个函数称为主函数, 整个程序从这个主函数开始执行。

C 语言程序鼓励和提倡人们把一个大问题划分成一个个子问题, 对应于解决一个子问题编制一个函数, 因此, C 语言程序一般是由大量的小函数而不是由少量大函数构成的, 即所谓"小函数构成大程序"。这样的好处是让各部分相互充分独立,并且任务单一。因而这些充分独立的小模块也可以作为一种固定规格的小"构件", 用来构成新的大程序。

C语言的一个主要特点是可以建立库函数。Turbo C 2.0 提供的运行程序库有400多个函数, 每个函数都完成一定的功能, 可由用户随意调用。这些函数总的分为输入输出函数、数学函数、字符串和内存函数、与BIOS和DOS有关的函数、 字符屏幕和图形功能函数、过程控制函数、目录函数等。对这些库函数应熟悉其功能, 只有这样才可省去很多不必要的工作。

本处专门介绍Turbo C2.0的库函数, 并对每个函数都给出例程,（点击页底的链接就可以浏览相应的函数），读者可以将自已需要的部分以块的方式定义, 然后将此块写入文件, 这样就可以在进入Turbo C2.0集成开发环境后, 直接调用此程序, 连接, 运行, 观察结果, 以加深对该函数的理解。

用户编制Turbo C语言源程序, 就是利用Turbo CC语言函数简介

1．一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成。[33]

2．每个源文件可由一个或多个函数组成。

3．一个源程序不论由多少个文件组成，都有一个且只能有一个main函数，即主函数。

4．源程序中可以有预处理命令（包括include 命令，ifdef、ifndef命令、define命令），预处理命令通常应放在源文件或源程序的最前面。

5．每一个说明，每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令，函数头和花括号“}”之后不能加分号。（结构体、联合体、枚举型的声明的“}”后要加“;”。）

6．标识符，关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可不再加空格来间隔。[34]

1. 一个说明或一个语句占一行。

2. 用{} 括起来的部分，通常表示了程序的某一层次结构。{}一般与该结构语句的第一个字母对齐，并单独占一行。

3. 低一层次的语句或说明可比高一层次的语句或说明缩进若干格后书写。以便看起来更加清晰，增加程序的可读性。在编程时应力求遵循这些规则，以养成良好的编程风格。[34]

《C程序设计语言（第二版）》

最初，C语言被用于系统程序设计。一个“系统行式”是一大类程序的一部分，这一大类构成了电脑操作系统及实用程序。通常被称为系统程序的有：

全国计算机等级考试（National Computer Rank Examination，简称NCRE），是经原国家教育委员会（现教育部）批准，由教育部考试中心主办，面向社会，用于考查应试人员计算机应用知识与技能的全国性计算机水平考试体系。其中二级考试中包含了C语言的科目。[3]

[43]1、全国计算机等级考试二级考试科目;

2、C语言广泛应用于数控、机械、电子、通信、自动控制等领域;

3、C语言简洁紧凑、灵活方便、算符丰富、据结构丰富;

4、C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作;

5、语言适用范围大，可移植性好，C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统。

《计算机等级考试题库(二级C语言程序设计)》系计算机等级考试宝典试题辅导软件，适用于计算机等级考试宝典，软件试题库设计紧扣最新计算机等级考试宝典大纲、考试教材，符合计算机等级考试宝典题型与考试科目，复习辅导资料、考试资料丰富，免费试用、试题库巨大(注册版试题量达7百多题、19万多字)，辅导软件收录计算机等级考试宝典考前冲刺、历年试题，试题辅导软件囊括了目前所有的最新计算机等级考试宝典科目：程序填空题、改错题、编程题、考前冲刺、历年真题，并提供专业级的计算机等级考试宝典解题方法、答题技巧、考试要点精解。通过全面、针对性强的强化考试辅导训练、考前培训，提高您计算机等级考试宝典的应试能力，辅导您考试成功。我们免费提供计算机等级考试宝典报名时间、报名地点、报考条件、考试时间、成绩查询、合格分数线。[44]

我们需要知道——变量，其实是内存地址的一个抽像名字罢了。在静态编译的程序中，所有的变量名都会在编译时被转成内存地址。机器是不知道我们取的名字的，只知道地址。  

内存的使用时程序设计中需要考虑的重要因素之一，这不仅由于系统内存是有限的（尤其在嵌入式系统中），而且内存分配也会直接影响到程序的效率。因此，我们要对C语言中的内存管理，有个系统的了解。  

在C语言中，定义了4个内存区间：代码区；全局变量和静态变量区；局部变量区即栈区；动态存储区，即堆区；具体如下：  

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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。  

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>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。  

首先我们要知道，源代码编译成程序，程序是放在硬盘上的，而非内存里！只有执行时才会被调用到内存中！我们来看看程序结构，ELF是是Linux的主要可执行文件格式。ELF文件由4部分组成，分别是ELF头（ELF header）、程序头表（Program header table）、节（Section）和节头表（Section header table）。具体如下：  

1>Program header描述的是一个段在文件中的位置、大小以及它被放进内存后所在的位置和大小。即要加载的信息；  

2>Sections保存着object 文件的信息，从连接角度看：包括指令，数据，符号表，重定位信息等等。在图中，我们可以看到Sections中包括：  

• text 文本结 存放指令；
• data 数据结 可读可写；

而程序被加载到内存里面，又是如何分布的呢？我们看看上图中：

正文和初始化的数据和未初始化的数据就是我们所说的数据段，正文即代码段；  

2>正文段上面是常量区，常量区上面是全局变量和静态变量区，二者占据的就是初始化的数据和未初始化的数据那部分；  

3>再上面就是堆，动态存储区，这里是上增长；  

4>堆上面是栈，存放的是局部变量，就是局部变量所在代码块执行完毕后，这块内存会被释放，这里栈区是下增长；  

5>命令行参数就是001之类的，环境变量什么的前面的文章已经讲过，有兴趣的可以去看看。  

我们知道，内存分为动态内存和静态内存，我们先讲静态内存。

存储模型决定了一个变量的内存分配方式和访问特性，在C语言中主要有三个维度来决定：存储时期 、作用域 、链接。  

存储时期：变量在内存中的保留时间（生命周期）  

存储时期分为两种情况，关键是看变量在程序执行过程中会不会被系统自动回收掉。  

在程序执行过程中一旦分配就不会被自动回收。  

通常来说，任何不在函数级别代码块内定义的变量。  

无论是否在代码块内，只要采用static关键字修饰的变量。  

除了静态存储以外的变量都是自动存储时期的，或者说只要是在代码块内定义的非static的变量，系统会肚脐自动非配和释放内存；  

作用域：一个变量在定义该变量的自身文件中的可见性（访问或者引用）  

在C语言中，一共有3中作用域：  

在代码块中定义的变量都具有该代码的作用域。从这个变量定义地方开始，到这个代码块结束，该变量是可见的；  

出现在函数原型中的变量，都具有函数原型作用域，函数原型作用域从变量定义处一直到原型声明的末尾。  

一个在所有函数之外定义的变量具有文件作用域，具有文件作用域的变量从它的定义处到包含该定义的文件结尾处都是可见的；  

链接：一个变量在组成程序的所有文件中的可见性（访问或者引用）；  

C语言中一共有三种不同的链接：  

如果一个变量在组成一个程序的所有文件中的任何位置都可以被访问，则称该变量支持外部链接；  

如果一个变量只可以在定义其自身的文件中的任何位置被访问，则称该变量支持内部链接。  

如果一个变量只是被定义其自身的当前代码块所私有，不能被程序的其他部分所访问，则成该变量支持空链接  

我们来看一个代码示例：

当程序运行到需要一个动态分配的变量时，必须向系统申请取得堆中的一块所需大小的存储空间，用于存储该变量。当不在使用该变量时，也就是它的生命结束时，要显示释放它所占用的存储空间，这样系统就能对该空间 进行再次分配，做到重复使用有线的资源。下面介绍动态内存申请和释放的函数。

size是需要动态申请的内存的字节数。若申请成功，函数返回申请到的内存的起始地址，若申请失败，返回NULL。我们看下面这个例子：

使用该函数时，有下面几点要注意：  

1）只关心申请内存的大小；  

2）申请的是一块连续的内存。记得一定要写出错判断；  

3）显示初始化。即我们不知这块内存中有什么东西，要对其清零；

在堆上分配的额内存，需要用free函数显示释放，函数原型如下：

1）必须提供内存的起始地址；  

调用该函数时，必须提供内存的起始地址，不能够提供部分地址，释放内存中的一部分是不允许的。  

编译器不负责动态内存的释放，需要程序员显示释放。因此，malloc与free是配对使用的，避免内存泄漏。

p = NULL是必须的，因为虽然这块内存被释放了，但是p仍指向这块内存，避免下次对p的误操作；  

因为这块内存被释放后，可能已另分配，这块区域被别人占用，如果再次释放，会造成数据丢失；

calloc函数分配内存需要考虑存储位置的类型。  

realloc函数可以调整一段动态分配内存的大小

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  

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。

栈：栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），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。  

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。  

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。  

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。  

但是，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。  

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。  

堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：  

栈就像我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。  

堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。  

1).什么是对齐，以及为什么要对齐  

现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。  

对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况， 但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为 32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出，而如果存放在奇地址开始的地方，就可能会需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。  

通常，我们写程序的时候，不需要考虑对齐问题。编译器会替我们选择时候目标平台的对齐策略。当然，我们也可以通知给编译器传递预编译指令而改变对指定数据的对齐方法。但是，正因为我们一般不需要关心这个问题，所以因为编辑器对数据存放做了对齐，而我们不了解的话，常常会对一些问题感到迷惑。最常见的就是struct数据结构的sizeof结果，出乎意料。为此，我们需要对对齐算法所了解。  

1>pack提供数据声明级别的控制，对定义不起作用；  

5>n：可选参数；指定packing的数值，以字节为单位；缺省数值是8，合法的数值分别是1、2、4、8、16。  

1>复杂类型中各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个类型的地址相同；  

2>每个成员分别对齐，即每个成员按自己的方式对齐，并最小化长度；规则就是每个成员按其类型的对齐参数（通常是这个类型的大小）和指定对齐参数中较小的一个对齐；  

3>结构、联合或者类的数据成员，第一个放在偏移为0的地方；以后每个数据成员的对齐，按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度两个中比较小的那个进行；也就是说，当#pragma pack指定的值等于或者超过所有数据成员长度的时候，这个指定值的大小将不产生任何效果;  

4>复杂类型（如结构）整体的对齐<注意是“整体”>是按照结构体中长度最大的数据成员和#pragma pack指定值之间较小的那个值进行；这样在成员是复杂类型时，可以最小化长度；  

5>结构整体长度的计算必须取所用过的所有对齐参数的整数倍，不够补空字节；也就是取所用过的所有对齐参数中最大的那个值的整数倍，因为对齐参数都是2的n次方；这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐；  

由于各个平台和编译器的不同，现以本人使用的gcc version 3.2.2编译器（32位x86平台）为例子，来讨论编译器对struct数据结构中的各成员如何进行对齐的。  

在相同的对齐方式下，结构体内部数据定义的顺序不同，结构体整体占据内存空间也不同，如下：  

结构体A中包含了4字节长度的int一个，1字节长度的char一个和2字节长度的short型数据一个。所以A用到的空间应该是7字节。但是因为编译器要对数据成员在空间上进行对齐。所以使用sizeof(strcut A)值为8。  

现在把该结构体调整成员变量的顺序。

下面我们使用预编译指令#progma pack (value)来告诉编译器，使用我们指定的对齐值来取代缺省的。

对于char型数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int,float,double类型，其自身对齐值为4，单位字节。  

1>数据类型自身的对齐值：就是上面交代的基本数据类型的自身对齐值。

3>结构体或者类的自身对齐值：其数据成员中自身对齐值最大的那个值。  

4>数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。有了这些值，我们就可以很方便的来讨论具体数据结构的成员和其自身的对齐方式。有效对齐值N是最终用来决定数据存放地址方式的值，最重要。有效对齐N，就是表示“对齐在N上”，也就是说该数据的”存放起始地址%N=0”. 而数据结构中的数据变量都是按定义的先后顺序来排放的。第一个数据变量的起始地址就是数据结构的起始地址。结构体的成员变量要对齐排放，结构体本身也要根 据自身的有效对齐值圆整(就是结构体成员变量占用总长度需要是对结构体有效对齐值的整数倍，结合下面例子理解)。这样就不能理解上面的几个例子的值了。  

假设B从地址空间0x0000开始排放。该例子中没有定义指定对齐值，在笔者环境下，该值默认为4。  

第一个成员变量b的自身对齐值是1，比指定或者默认指定对齐值4小，所以其有效对齐值为1，所以其存放地址0x0000符合0x.  

第二个成员变量a，其自身对齐值为4，所以有效对齐值也为4，所以只能存放在起始地址为0x0004到0x0007这四个连续的字节空间中，符合0x, 且紧靠第一个变量。  

第三个变量c,自身对齐值为2，所以有效对齐值也是2，可以存放在0x0008到0x0009   这两个字节空间中，符合0x。所以从0x0000到0x0009存放的都是B内容。再看数据结构B的自身对齐值为其变量中最大对齐值(这里是b）所以就是4，所以结构体的有效对齐值也是4。根据结构体圆整的要求，0x0009到0x0000=10字节，（10＋2）％4＝0。所以0x0000A到0x000B也为结构体B所占用。故B从0x0000到0x000B共有12个字节,sizeof(struct

同理,分析上面例子C：

第一个变量b的自身对齐值为1，指定对齐值为2，所以，其有效对齐值为1，假设C从0x0000开始，那么b存放在0x0000，符合0x;  

第二个变量，自身对齐值为4，指定对齐值为2，所以有效对齐值为2，所以顺序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四个连续字节中，符合0x。

第三个变量c的自身对齐值为2，所以有效对齐值为2，顺序存放在0x0006、0x0007中，符合0x。所以从0x0000到0x00007共八字节存放的是C的变量。  

现在已知32位机器上各种数据类型的长度如下:  

那么上面两个结构大小如何呢?  

结构体A中包含了4字节长度的int一个，1字节长度的char一个和2字节长度的short型数据一个,B也一样;按理说A,B大小应该都是7字节。之所以出现上面的结果是因为编译器要对数据成员在空间上进行对齐。上面是按照编译器的默认设置进行对齐的结果,那么我们是不是可以改变编译器的这种默认对齐设置呢,当然可以.例如:

2.2修改编译器的默认对齐值

如果在编程的时候要考虑节约空间的话,那么我们只需要假定结构的首地址是0,然后各个变量按照上面的原则进行排列即可,基本的原则就是把结构中的变量按照 类型大小从小到大声明,尽量减少中间的填补空间.还有一种就是为了以空间换取时间的效率,我们显示的进行填补空间进行对齐,比如:有一种使用空间换时间做 法是显式的插入reserved成员：

reserved成员对我们的程序没有什么意义,它只是起到填补空间以达到字节对齐的目的,当然即使不加这个成员通常编译器也会给我们自动填补对齐,我们自己加上它只是起到显式的提醒作用.

2.3字节对齐可能带来的隐患

代码中关于对齐的隐患，很多是隐式的。比如在强制类型转换的时候。例如:

最后两句代码，从奇数边界去访问unsignedshort型变量，显然不符合对齐的规定。  

在x86上，类似的操作只会影响效率，但是在MIPS或者sparc上，可能就是一个error,因为它们要求必须字节对齐.  

如果出现对齐或者赋值问题首先查看  

2). 看这种体系本身是否支持非对齐访问  

3). 如果支持看设置了对齐与否,如果没有则看访问时需要加某些特殊的修饰来标志其特殊访问操作。  

有部分摘自ARM编译器文档对齐部分对齐的使用:  

这个用于修改最高级别对象的字节边界。在汇编中使用LDRD或者STRD时就要用到此命令__align(8)进行修饰限制。来保证数据对象是相应对齐。这个修饰对象的命令最大是8个字节限制,可以让2字节的对象进行4字节对齐,但是不能让4字节的对象2字节对齐。__align是存储类修改,他只修饰最高级类型对象不能用于结构或者函数对象。  

• 不能对packed的对象进行对齐
• 所有对象的读写访问都进行非对齐访问
• float及包含float的结构联合及未用__packed的对象将不能字节对齐
• __packed对局部整形变量无影响
• 强制由unpacked对象向packed对象转化是未定义,整形指针可以合法定义为packed。

2.4对齐或非对齐读写访问带来问题

今年金九银十已经过半了，你是否还在寻找没有“996”的公司，或者你已经栽了跟头？准备了体体面面的自我介绍，败在了技术深度上；又或者技术知识背得完完全全，却输在了面试技巧。

Java集合/泛型面试题

4、泛型常用特点(待补充)

8、集合类存放于，一经查实，将立刻删除涉嫌侵权内容。