Android For JNI(四)——C的数组，指针长度，堆内存和栈内存，malloc，学生管理系统

Android For JNI(四)——C的数组，指针长度，堆内存和栈内存，malloc，学生管理系统

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好几天每写JNI了，现在任务也越来越重了，工作的强度有点高，还有好几个系列的博客要等着更新，几本书还嗷嗷待哺的等着我去看，github上的两个散漫的开源，基础入门的视频也在录制，还要学习新的知识，

都是一种挑战，不知道为何，最近懒散了，看来还得再加把劲，今天我们继续延伸一下C的一些小知识

一.数组

C的数组和JAVA也是类似的，我们写一段小程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){ 

        char c [] ="lgl";
       //打印 每个元素的地址
        printf("%#x\n",&c[0]);
        printf("%#x\n",&c[1]); a
        printf("%#x\n",&c[2]);
        printf("%#x\n",&c[3]);
        //让窗口停留
        int age ;
        scanf("%d",&age);

   }

我们打印一下这个数组的每个元素的内存地址，会惊奇的发现内存地址是连续的

我们继续理解

  //打印C的地址
  printf("%#x\n",&c); 

我们打印C的地址

得到的结论是第一个内存地址，由此我们归纳

• 数组的内存空间是连续的
• 数组变量保存的是第0个元素的地址

        //字符数组的地址，就是一个字符的地址
        char* p = &c;

        printf("第0个元素的值%c\n",*(c + 0));
        printf("第0个元素的值%c\n",*(c + 1));
        printf("第0个元素的值%c\n",*(c + 2));

这里，我们就可以拿到lgl这是哪个数了

当然，如果是int类型的话，就需要位移四个单位了

二.指针长度

指针我们可以存地址，我们要想知道他的长度有多长，我们就得去测试一下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){

      printf("int*的长度是%d\n",sizeof(int*));
      printf("double*的长度是%d\n",sizeof(double*));
      //让窗口停留
      int age ;
      scanf("%d",&age);
}

输出的结果

指针长度为4，因为32位的环境，内存长度为4，足够了

三.堆内存和栈内存

JAVA也有类似的说法，我们定义一个变量，就在内存中开辟一个控件，那具体开辟在哪呢，这就要看我们的类型了，我这里画张图，好理解一下

在JAVA中，我们定义一个变量比如int i是在栈内存开辟控件，persion p 也是，但是我们new了之后，对象是在堆内存里。在C中，我们没有new，我们有一个申请内存的函数malloc，但是java也有其他的因果，比如我们写个数组，其实k就在栈内存，但是数组对象却在堆内存

堆和栈的区别:

• 1.申请方式

  栈:
  
  由系统自动分配.例如,声明一个局部变量int b; 系统自动在栈中为b开辟空间.例如当在调用涵数时，需要保存的变量，最明显的是在递归调用时，要系统自动分配一个栈的空间，后进先出的，而后又由系统释放这个空间.
  
  堆:
  
  需要程序员自己申请，并指明大小，在c中用malloc函数
  
  如char* p1 = (char*) malloc(10); //14byte
  
  但是注意p1本身是在栈中的.

• 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。

• 3.申请大小的限制

  栈：在Windows下,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，在WINDOWS下，栈的大小是2M（vc编译选项中可以设置,其实就是一个STACK参数,缺省2M），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。

• 4.申请效率的比较：

  栈:由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
  
  堆:由malloc/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。堆中的具体内容有程序员安排。

• 6.内存的回收

  栈上分配的内存，编译器会自动收回；堆上分配的内存，要通过free来显式地收回,否则会造成内存泄漏。
  
  堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出： \
  
  使用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。
  
  使用堆就像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。

四.malloc

既然了解了，那我们就来使用malloc申请堆内存

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){
       //比如存三个int  int是4位的  所以写12 这12个字节的内存地址是连续的，
       //他返回 的是堆内存的首地址
       int* p = malloc(3 * sizeof(int)); 

       //赋值
       *(p + 1) = 3;
       //打印值
        printf("%d\n",*(p+1));   // = 3?
        //打印地址
        printf("%#x\n",(p+1));
        //让窗口停留
        int age ;
        scanf("%d",&age);
      }

我们输出结果

申请之后怎么释放呢？

    //释放堆内存
    free(p); 

我们可以尝试一下释放

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){
       //比如存三个int  int是4位的  所以写12 这12个字节的内存地址是连续的，
       //他返回 的是堆内存的首地址
       int* p = malloc(3 * sizeof(int)); 

       //赋值
       *(p + 1) = 3;
       //打印值
        printf("%d\n",*(p+1));   // = 3?
        //打印地址
        printf("%#x\n",(p+1)); 

        //释放堆内存
        free(p); 

        //打印值
        printf("%d\n",*(p+1));   // = 3?
        //打印地址
        printf("%#x\n",(p+1)); 

        //让窗口停留
        int age ;
        scanf("%d",&age);
      }

我们会发现，内存释放了之后，值就变了，当然内存不可能被释放，而且P一直指向的是栈内存

五.后台管理系统

我们这里写个小例子，说起来这么高大上，其实就是一段小程序，学号管理id小程序，我们玩玩

程序本身还是很简单的，就是把前面几篇的小知识柔和在了一起

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){
        printf("请输入班级人数:");         

        int count ;
        scanf("%d",&count);

        //有多少个人就有多少个学号
        int i ;
        //申请堆内存 保存学号
        int* p = malloc(count * sizeof(int)); 

        for(i = 1; i <= count; i++){

           printf("请输入第%d个学生的学号:",i);

              scanf("%d",(p + i - 1));
    }

     // 打印所有的学号
     for(i = 1; i <= count; i++){
           printf("第%d个学生的学号是%d\n",i,*(p+i-1));
       } 

       int age ;
       scanf("%d",&age);

       system("pause");
}

运行一下就知道效果了

当然，我们既然是管理系统，插入嘛，我们继续往下写

我们这里会接触到一个新的API，我们看下去

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>   

main(){
        printf("请输入班级人数:");         

        int count ;
        scanf("%d",&count);

        //有多少个人就有多少个学号
        int i ;
        //申请堆内存 保存学号
        int* p = malloc(count * sizeof(int)); 

        for(i = 1; i <= count; i++){

           printf("请输入第%d个学生的学号:",i);

              scanf("%d",(p + i - 1));
    }

    //插入
    printf("请输入要插入的人数：");
    int newCount;

    scanf("%d",&newCount);
    //重新申请堆内存
    //在原有的内存中扩展新的空间
    //当然，前提要确定可不可以扩展，如果内存被暂用，系统会自动分配内存
    //新内存会把旧内存拷贝过去，并且释放旧的内存
    p = realloc(p,(count + newCount) * sizeof(int)); 

     for(i = count+1; i <= count+newCount; i++){

           printf("请输入第%d个学生的学号:",i);

              scanf("%d",(p + i - 1));
    }

     // 打印所有的学号
     for(i = 1; i <= count + newCount; i++){
           printf("第%d个学生的学号是%d\n",i,*(p+i-1));
       } 

       int age ;
       scanf("%d",&age);

       system("pause");
}

这里注意的就是realloc了，注释也很明了的解析了，我们运行一下

OK，暂时学到这里！！