C语言函数参数入栈的理解分析
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stdcall调用约定:stdcall很多时候被称为pascal调用约定,因为pascal是早期很常见的一种教学用计算机程序设计语言,其语法严谨,使用的函数调用约定就是stdcall。
在Microsoft C++系列的C/C++编译器中,常常用PASCAL宏来声明这个调用约定,类似的宏还有WINAPI和CALLBACK。
stdcall调用约定声明的语法为(以前文的那个函数为例):int __stdcall function(int a,int b)stdcall的调用约定意味着:1)参数从右向左压入堆栈,2)函数自身修改堆栈 3)函数名自动加前导的下划线,后面紧跟一个@符号,其后紧跟着参数的尺寸。
以上述这个函数为例,参数b首先被压栈,然后是参数a,函数调用function(1,2)调用处翻译成汇编语言将变成:push 2 第二个参数入栈push 1 第一个参数入栈call function 调用参数,注意此时自动把cs:eip入栈而对于函数自身,则可以翻译为:push ebp 保存ebp寄存器,该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针,可以在函数退出时恢复mov ebp,esp 保存堆栈指针mov eax,[ebp + 8H] 堆栈中ebp指向位置之前依次保存有ebp,cs:eip,a,b,ebp +8指向aadd eax,[ebp + 0CH] 堆栈中ebp + 12处保存了bmov esp,ebp 恢复esppop ebpret 8而在编译时,这个函数的名字被翻译成_function@8注意不同编译器会插入自己的汇编代码以提供编译的通用性,但是大体代码如此。
其中在函数开始处保留esp到ebp中,在函数结束恢复是编译器常用的方法。
从函数调用看,2和1依次被push进堆栈,而在函数中又通过相对于ebp(即刚进函数时的堆栈指针)的偏移量存取参数。
函数结束后,ret 8表示清理8个字节的堆栈,函数自己恢复了堆栈。
一、五大内存分区内存分成5个区,它们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
1、栈区(StaCk):FIFo就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区。
里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
2、堆区(heap):就是那些由new分配的内存块,它们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。
如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
3、自由存储区:就是那些由malloc等分配的内存块,它和堆是十分相似的,不过它是用free 来结束自己的生命。
4、全局/静态存储区:全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
5、常量存储区:这是一块比较特殊的存储区,它们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多)code/data/stack内存主要分为代码段,数据段和堆栈。
代码段放程序代码,属于只读内存。
数据段存放全局变量,静态变量,常量等,堆里存放自己malloc或new出来的变量,其他变量就存放在栈里,堆栈之间空间是有浮动的。
数据段的内存会到程序执行完才释放。
调用函数先找到函数的入口地址,然后计算给函数的形参和临时变量在栈里分配空间,拷贝实参的副本传给形参,然后进行压栈操作,函数执行完再进行弹栈操作。
字符常量一般放在数据段,而且相同的字符常量只会存一份。
二、C语言程序的存储区域1、由C语言代码(文本文件)形成可执行程序(二进制文件),需要经过编译-汇编-连接三个阶段。
编译过程把C语言文本文件生成汇编程序,汇编过程把汇编程序形成二进制机器代码,连接过程则将各个源文件生成的二进制机器代码文件组合成一个文件。
2、C语言编写的程序经过编译-连接后,将形成一个统一文件,它由几个部分组成。
c语言之参数概念C语言作为一种高级编程语言,在软件开发领域中具有广泛的应用。
在C语言中,参数(parameter)是一项重要的概念,用来传递变量或数值给函数。
本文将深入探讨C语言中参数的定义、传递方式以及参数的不同类型。
1. 参数的定义在C语言中,参数是函数的一部分,用于接收传递给函数的值或变量。
它可以是数据类型,例如整型、字符型、浮点型等,也可以是自定义的结构体、指针等。
定义参数的目的是为了在函数内部使用它们进行某些操作。
2. 参数的传递方式C语言中参数的传递方式主要有两种:值传递和引用传递。
2.1 值传递值传递是指将实际参数的值复制给形式参数,函数内部对形式参数的修改不会影响到实际参数的值。
这种传递方式适用于简单数据类型,例如整型、字符型等。
在函数调用过程中,实参的值会在栈上分配内存,然后复制到形参的空间中。
这样,在函数内部对形参的修改只会影响到形参本身,不会影响到实参。
2.2 引用传递引用传递是指将实际参数的地址传递给形式参数,函数内部对形式参数的修改会影响到实际参数的值。
这种传递方式适用于数组、结构体和指针等复杂数据类型。
在函数调用过程中,形参是实参的一种别名,它们共享相同的内存空间。
因此,在函数内部对形参的修改会直接反映在实参上。
3. 参数的类型C语言中的参数类型包括基本数据类型和复合数据类型。
3.1 基本数据类型基本数据类型是C语言中最常见的参数类型,包括整型、字符型和浮点型等。
例如:int add(int a, int b) {return a + b;}上述代码中的add函数有两个整型参数a和b,用于进行加法运算,并返回结果。
3.2 复合数据类型复合数据类型是由多个基本数据类型组合而成的参数类型,包括数组、结构体和指针等。
例如:void bubbleSort(int arr[], int n) {// 冒泡排序算法}上述代码中的bubbleSort函数接受一个整型数组arr和数组长度n作为参数,用于实现冒泡排序算法。
c语言栈实验总结在实验中,我们使用C语言编写了栈的相关代码,并进行了多个测试和验证。
通过这些实验,我们对栈的基本特征、操作和应用有了更深入的理解。
我们需要明确栈的定义和特点。
栈是一种具有特定限制的线性数据结构,它的特点是“后进先出”(Last In First Out,LIFO)。
这意味着在栈的操作中,最后一个进入栈的元素将首先被访问和操作,而之前的元素则需要等待。
在实验中,我们首先实现了栈的基本操作,包括创建栈、入栈、出栈和判断栈是否为空。
通过这些操作,我们可以有效地管理栈中的元素,并根据需要进行添加和删除。
接下来,我们进行了一系列的测试和验证,以确保栈的操作和功能的正确性。
我们通过不同的测试用例,模拟了各种情况下的栈操作,包括正常情况下的入栈和出栈、栈的空和满状态的判断,以及异常情况下的错误处理。
通过这些测试,我们可以验证栈的实现是否符合预期,并检查代码中是否存在潜在的问题。
在实验过程中,我们还探讨了栈的应用场景和实际用途。
栈的一个典型应用是函数调用过程中的函数调用栈。
当一个函数被调用时,其局部变量和返回地址等信息被压入栈中,当函数执行完毕后,这些信息再从栈中被弹出,使得程序可以正确地返回到原来的调用点。
通过理解函数调用栈的原理和实现,我们可以更好地理解函数调用的工作原理,并能更好地处理函数之间的交互和数据传递。
栈还可以用于解决一些特定的问题,如括号匹配、逆波兰表达式求值等。
通过使用栈,我们可以方便地处理这些问题,并提高程序的效率和可读性。
总结来说,通过C语言栈的实验,我们深入了解了栈的概念、操作和应用,掌握了栈的基本原理和使用方法。
在实验中,我们通过编写代码、进行测试和验证,验证了栈的正确性,并探讨了栈的应用场景和实际用途。
通过这些实验,我们不仅提高了对栈的理解和掌握,还培养了我们的编程能力和问题解决能力。
希望通过这些实验,我们可以更好地应用栈的知识,解决实际问题,并在以后的学习和工作中取得更好的成果。
总结一下: 编译出来的c/c++程序的参数压栈顺序只和编译器相关!在C语言中,假设我们有这样的一个函数:int function(int a,int b)调用时只要用result = function(1,2)这样的方式就可以使用这个函数。
但是,当高级语言被编译成计算机可以识别的机器码时,有一个问题就凸现出来:在CPU中,计算机没有办法知道一个函数调用需要多少个、什么样的参数,也没有硬件可以保存这些参数。
也就是说,计算机不知道怎么给这个函数传递参数,传递参数的工作必须由函数调用者和函数本身来协调。
为此,计算机提供了一种被称为栈的数据结构来支持参数传递。
栈是一种先进后出的数据结构,栈有一个存储区、一个栈顶指针。
栈顶指针指向堆栈中第一个可用的数据项(被称为栈顶)。
用户可以在栈顶上方向栈中加入数据,这个操作被称为压栈(Push),压栈以后,栈顶自动变成新加入数据项的位置,栈顶指针也随之修改。
用户也可以从堆栈中取走栈顶,称为弹出栈(pop),弹出栈后,栈顶下的一个元素变成栈顶,栈顶指针随之修改。
函数调用时,调用者依次把参数压栈,然后调用函数,函数被调用以后,在堆栈中取得数据,并进行计算。
函数计算结束以后,或者调用者、或者函数本身修改堆栈,使堆栈恢复原装。
在参数传递中,有两个很重要的问题必须得到明确说明:当参数个数多于一个时,按照什么顺序把参数压入堆栈函数调用后,由谁来把堆栈恢复原装在高级语言中,通过函数调用约定来说明这两个问题。
常见的调用约定有:stdcallcdeclthiscallnaked callstdcall调用约定stdcall很多时候被称为pascal调用约定,因为pascal是早期很常见的一种教学用计算机程序设计语言,其语法严谨,使用的函数调用约定就是stdcall。
在Microsoft C++系列的C/C++编译器中,常常用PASCAL宏来声明这个调用约定,类似的宏还有WINAPI和CALLBACK。
c 函数调用栈追踪函数调用栈是计算机程序执行过程中用于管理函数调用和返回的数据结构。
在C语言中,函数调用栈通常是通过栈(stack)来实现的。
当一个函数被调用时,它的局部变量、参数和返回地址等信息会被压入栈中;当函数执行完毕时,这些信息会被弹出栈。
这个过程可以用来实现函数的嵌套调用和返回。
要进行函数调用栈的追踪,可以使用一些调试工具或者手动插入一些打印语句。
下面是一些方法:1. 使用调试器:- GDB (GNU Debugger) 是一个强大的调试器,可以用于跟踪函数调用栈。
-通过在编译时加上`-g` 选项,可以在生成的可执行文件中包含调试信息,使得GDB 能够更好地理解程序的结构。
```bashgcc -g -o my_program my_program.c```-使用GDB 启动程序并进行调试:```bashgdb ./my_program```-在GDB 中可以使用`bt`(backtrace)命令来打印函数调用栈。
2. 手动插入打印语句:-在函数的入口和出口处插入打印语句,打印相关信息。
-例如,可以在每个函数的开头打印函数名,在函数结束时打印返回信息。
```cvoid myFunction() {printf("Entering myFunction\n");// 函数体printf("Exiting myFunction\n");}```这样,当程序执行时,你可以通过观察打印的信息来了解函数调用的顺序和嵌套关系。
请注意,使用调试器是一种更强大和灵活的方法,因为它允许你在运行时动态地查看和修改程序的状态。
手动插入打印语句通常更适用于简单的调试需求。
C语言及ARM中堆栈指针SP设置的理解与总结1什么是栈百度这么说:栈是一种特殊的线性表,是一种只允许在表的一端进行插入或删除操作的线性表。
表中允许进行插入、删除操作的一端称为栈顶。
表的另一端称为栈底。
栈顶的当前位置是动态的,对栈顶当前位置的标记称为栈顶指针。
当栈中没有数据元素时,称之为空栈。
栈的插入操作通常称为进栈或入栈,栈的删除操作通常称为退栈或出栈。
简易理解:客栈,即临时寄存的地方,计算机中的堆栈主要用来保存临时数据,局部变量和中断/调用子程序程序的返回地址。
程序中栈主要是用来存储函数中的局部变量以及保存寄存器参数的,如果你用了操作系统,栈中还可能存储当前进线程的上下文。
设置栈大小的一个原则是,保证栈不会下溢出到数据空间或程序空间.CPU在运行程序时,会自动的使用堆栈,所以堆栈指针SP就必须要在调用C程序前设定。
CPU的内存RAM空间存放规律一般是分段的,从地址向高地址,依次为:程序段(.text)、BSS段,上面还可能会有堆空间,然后最上面才是堆栈段。
这样安排堆栈,是因为堆栈的特点决定的,堆栈的指针SP初始化一般在堆栈段的高地址,也就是内存的高地址,然后让堆栈指针向下增长(其实就是递减)。
这样做的好处就是堆栈空间远离了其他段,不会跟其他段重叠,造成修改其他段数据,而引起不可预料的后果,还有设置堆栈大小的原则,要保证栈不会下溢出到数据空间或者程序空间。
所谓堆栈溢出,是指堆栈指针SP向下增长到其他段空间,如果栈指针向下增长到其他段空间,称为堆栈溢出。
堆栈溢出会修改其他空间的值,严重情况下可造成死机. 2堆栈指针的设置开始将堆栈指针设置在内部RAM,是因为不是每个板上都有外部RAM,而且外部RAM 的大小也不相同,而且如果是SDRAM,还需要初始化,在内部RAM开始运行的一般是一个小的引导程序,基本上不怎么使用堆栈,因此将堆栈设置在内部RAM,但这也就要去改引导程序不能随意使用大量局部变量。
C语言中可变参数函数实现原理浅析1、C函数调用的栈结构可变参数函数的实现与函数调用的栈结构密切相关,正常情况下C的函数参数入栈规则为__stdcall, 它是从右到左的,即函数中的最右边的参数最先入栈。
例如,对于函数:void fun(int a, int b, int c){int d;...}其栈结构为0x1ffc-->d0x2000-->a0x2004-->b0x2008-->c对于任何编译器,每个栈单元的大小都是sizeof(int), 而函数的每个参数都至少要占一个栈单元大小,如函数void fun1(char a, int b, double c, short d) 对一个32的系统其栈的结构就是0x1ffc-->a (4字节)(为了字对齐)0x2000-->b (4字节)0x2004-->c (8字节)0x200c-->d (4字节)因此,函数的所有参数是存储在线性连续的栈空间中的,基于这种存储结构,这样就可以从可变参数函数中必须有的第一个普通参数来寻址后续的所有可变参数的类型及其值。
2. C语言通过几个宏来实现变参的寻址根据函数调用的栈结构,标准C语言中,一般在stdarg.h头文件定义了下面的几个宏,用于实现变参的寻址及可变函数的设计,其中有可能不同的商业编译器的发行时实现的具体代码可能不一样,但是原理都是一样的。
//Linux 2.18内核typedef char * va_list;/*Storage alignment properties -- 堆栈按机器字对齐其中acpi_native_int是一个机器字,32位机的定义是:typedef u32 acpi_native_int*/#define _AUPBND (sizeof (acpi_native_int) - 1)#define _ADNBND (sizeof (acpi_native_int) - 1)/* Variable argument list macro definitions -- 变参函数内部实现需要用到的宏*/#define _bnd(X, bnd) (((sizeof (X)) + (bnd)) & (~(bnd)))#define va_start(ap, A) (void) ((ap) = (((char *) &(A)) + (_bnd (A,_AUPBND))))#define va_arg(ap, T) (*(T *)(((ap) += (_bnd (T, _AUPBND))) - (_bnd (T,_ADNBND))))#define va_end(ap) (void) 0在X86 32位机器中,以上这几个宏的用途主要是:C语言传递参数是与__stdcall相同的,C语言传递参数时是用push指令从右到左将参数逐个压栈,因此C语言里通过栈指针来访问参数。
C语言函数调用原理
函数调用原理是指在C语言程序中,通过函数的调用来实现
代码的重用和模块化的编程方式。
函数调用原理主要涉及栈、函数调用过程和参数传递等方面。
在C语言中,当需要调用一个函数时,首先需要将函数的信
息压入栈中。
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,用于
存储函数调用时产生的临时数据和函数调用的返回地址。
栈顶指针指向栈中当前可用的位置,当调用函数时,栈顶指针会向下移动,为函数的局部变量和参数分配空间。
当调用函数时,程序会将调用函数的返回地址压入栈中,并跳转到被调用函数的入口地址开始执行。
被调用函数执行完毕后,会通过返回指令将控制权和返回值返回到调用函数。
在函数调用过程中,还涉及参数的传递。
C语言中的参数传递
方式包括值传递、地址传递和指针传递。
对于简单类型的参数,如整型或字符型,一般采用值传递方式,即将参数的值复制一份传递给函数,不影响原始变量的值。
对于复杂类型参数,如数组或结构体,一般采用地址传递方式,即将参数的地址传递给函数,函数可以通过指针访问和修改参数的值。
总结起来,C语言的函数调用原理主要涉及栈、函数调用过程
和参数传递等方面。
通过函数的调用,可以实现代码的重用和模块化,提高程序的可读性和可维护性。
c语言入栈出栈代码C语言是一种广泛使用的编程语言,它具有高效、简洁、灵活等特点,因此在计算机科学领域中得到了广泛的应用。
在C语言中,入栈出栈是一种非常重要的操作,它可以帮助我们实现很多有用的功能。
本文将介绍C语言中的入栈出栈操作,并提供一些示例代码,帮助读者更好地理解这些操作。
一、什么是栈在介绍入栈出栈操作之前,我们需要先了解一下什么是栈。
栈是一种数据结构,它具有后进先出(LIFO)的特点。
也就是说,最后进入栈的元素最先被取出。
栈可以用数组或链表来实现,但是数组实现的栈比较简单,因此我们在本文中只介绍数组实现的栈。
二、栈的基本操作栈的基本操作包括入栈和出栈。
入栈操作将一个元素压入栈中,出栈操作将栈顶元素弹出。
下面是栈的基本操作的代码实现:```c#define MAXSIZE 100 // 栈的最大容量typedef struct {int data[MAXSIZE]; // 栈的数据int top; // 栈顶指针} Stack;// 初始化栈void initStack(Stack *s) {s->top = -1;}// 判断栈是否为空int isEmpty(Stack *s) {return s->top == -1;}// 判断栈是否已满int isFull(Stack *s) {return s->top == MAXSIZE - 1; }// 入栈操作void push(Stack *s, int x) {if (isFull(s)) {printf("Stack is full.\n");return;}s->top++;s->data[s->top] = x;}// 出栈操作int pop(Stack *s) {if (isEmpty(s)) {printf("Stack is empty.\n");return -1;}int x = s->data[s->top];s->top--;return x;}```在上面的代码中,我们定义了一个结构体Stack,它包含一个数组data和一个指针top。
c语言栈和队列基础知识
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊C 语言里超级重要的栈和队列基础知识。
先来说说栈吧,这就好像是一个只能从一端进出的神奇箱子。
比如说,你叠罗汉,先上去的人得最后下来,这就是栈的特点呀!你想想看,你把东西一个一个地往栈里放,最后放进去的会在最上面,要拿出来的时候也是它先出来,是不是很有趣?就像你把书一本本叠起来,要拿的时候总是最上面那本先到手。
那队列呢,这可不一样啦,它就像是排队买好吃的的队伍。
先来的人先得到服务,先进入队列的先出去。
比如说在银行排队办业务,前面的人办完了就走了,后面的人依次往前挪,这多形象啊!
嘿,你看,栈和队列虽然简单,但是在编程里用处可大了去了!比如说,当你需要按照特定顺序处理数据的时候,栈就派上用场了。
就好比你要按顺序完成一系列任务,先做的任务就放在栈里,一个一个处理。
队列呢,则在很多需要排队处理的场景中不可或缺。
比如网络中的数据包传输,就得按照先来后到的顺序来,这时候队列就发挥作用啦!“哎呀,要是没有栈和队列,那编程得多乱套啊!”
栈和队列的实现也不难哦,在 C 语言里可以用数组或者链表来实现。
这就像你有不同的工具来完成一个任务,各有各的好处。
总之啊,C 语言的栈和队列基础知识真的很重要呢,它们就像是编程世界的小魔法,能让你的代码变得更有条理,更高效。
所以,朋友们,一定要好好掌握它们呀!可别小瞧了它们哟!我的观点就是:栈和队列是 C 语言中非常关键的部分,掌握了它们,你就向编程高手迈进了一大步!。
c语言main函数的参数入栈顺序C语言是一种非常受欢迎的编程语言,它的特点是简单易懂,但功能强大。
而其中最为重要的函数是main函数,它是程序的入口函数。
在main函数中,我们可以进行各种操作,调用其他函数完成各种任务。
那么,在C语言中,主函数的参数是如何入栈的呢?下面我们来逐步分析。
首先,对于C语言的主函数,有以下两个常见的形式:1. int main()2. int main(int argc, char* argv[])第一种形式不带参数,而第二种形式带有两个参数:第一个参数是参数个数argc,第二个参数是指向参数的指针数组argv[]。
下面,我们来看看每一种形式的参数入栈顺序。
在第一种形式中,main函数没有任何参数,因此不需要进行参数入栈操作。
在函数调用时,只需要把返回地址入栈即可,返回地址是指在函数调用结束后程序需要继续执行的代码的地址。
在第二种形式中,需要将两个参数入栈,即参数个数argc和指向参数的指针数组argv[]。
这里的指针数组是一个数组,其中每个元素都是指向字符类型的指针,它们指向了传递给程序的命令行信息。
参数的入栈顺序是从右往左的。
也就是说,当调用main函数时,先将argv[]的地址入栈,然后是argc的值。
这是因为数组指针argv[]在参数入栈时会被放在高地址内存中,而argc在参数入栈时会被放在低地址内存中。
因此,为了避免地址溢出和段错误,需要先入栈argv[]的地址,再入栈argc的值。
总结来说,C语言的main函数的参数入栈顺序是从右往左的,先入栈指向参数的指针数组argv[]的地址,再入栈参数个数argc的值,而对于不带参数的形式,只需要将返回地址入栈即可。
在C语言的函数调用中,参数的入栈顺序是非常重要的,它决定了代码的正确性和效率。
因此,在进行函数调用时,需要注意参数的类型和入栈顺序,保证代码的正确性和可读性。
在实际的编程中,需要根据具体的场景和实际需求来确定参数的类型和入栈顺序,从而提高程序的效率和正确性。
c 语言函数参数c语言函数参数是一个重要的知识点,也是c语言开发者必须掌握的技能之一。
下面,我们将来讨论c语言函数参数的用法、参数表示、参数传递方式以及参数的应用。
首先,什么是c语言函数参数?参数是指在函数声明和函数调用中定义的变量,它们用于传递信息以及给函数传递参数。
c语言函数参数可以分为两种:实参和形式参数。
实参是在函数调用中传递给函数的参数;而形式参数是函数声明中接受实参的参数。
c语言支持多种参数表示方式,常见的有值参数、引用参数、默认参数等。
值参数是最常用的,实参的值会被复制到形式参数的位置上,形式参数的值不会改变,所以它是安全的。
而引用参数和作为实参传入的参数实际上是同一个变量,形式参数实际上是实参变量的别名。
默认参数在声明时就赋予了默认值,可以省去不必要的参数,减少函数调用的难度。
c语言函数参数支持传值调用和传引用调用,传值调用是最常用的参数传递方式,在这种情况下,实参的值被复制到形式参数中,形式参数中的值不会改变,所以它是安全的。
而传引用调用的方式就不同,形式参数实际上是实参变量的别名,如果在函数体中修改形式参数的值,实参中的值也会相应的改变。
c语言函数参数在实际应用中可以提高程序的可读性和可维护性,常见的应用场景有数据运算、代码抽象和模块化等。
比如在数据运算过程中,函数参数可以做到无需改动代码的情况下进行参数的修改;在代码抽象的场景中,函数参数可以达到代码复用的目的;而在模块化场景则可以将复杂的任务分解为小而简单的子任务,对代码进行组织和管理。
以上就是c语言函数参数的概念、参数表示、参数传递方式以及实际应用等内容。
c语言函数参数这个技能对于c语言开发者来说是重要的基本知识,学习好它可以极大地提高开发效率,为公司、团队带来更大的收获。
c语言中的堆栈摘要:1.堆栈的概念与作用2.C语言中的堆栈实现3.堆栈的使用方法与注意事项4.堆栈溢出的原因及预防5.堆栈在编程中的应用实例正文:堆栈是计算机科学中一种重要的数据结构,主要用于实现函数调用、局部变量存储以及算法递归等功能。
在C语言中,堆栈有着广泛的应用,下面我们将详细介绍堆栈的相关知识。
1.堆栈的概念与作用堆栈是一种线性数据结构,遵循后进先出(LIFO)的原则。
堆栈分为栈顶和栈底,数据元素在栈中按照顺序排列,只有栈顶元素可以被访问和修改,其他元素则无法直接访问。
堆栈的主要作用有以下几点:- 函数调用:C语言中,函数调用是通过堆栈来实现的。
每当一个函数被调用,它的局部变量、返回地址等信息会被压入堆栈。
函数执行完毕后,堆栈会将这些信息弹出,恢复调用者的状态。
- 局部变量存储:在C语言中,局部变量的存储也是通过堆栈来实现的。
当进入一个函数时,局部变量会被压入堆栈;函数执行完毕后,局部变量会被自动弹出。
- 算法递归:递归算法通常使用堆栈来保存递归调用时的中间结果,从而避免重复计算。
2.C语言中的堆栈实现C语言中的堆栈是由操作系统提供的,通常使用一组固定大小的内存区域来实现。
堆栈的增长方向是向下的,堆栈指针指向栈顶元素。
在C语言中,堆栈的操作主要包括入栈(push)和出栈(pop)两种。
3.堆栈的使用方法与注意事项使用堆栈时,需要注意以下几点:- 避免堆栈溢出:堆栈空间是有限的,如果栈中的元素数量过多,会导致堆栈溢出。
因此,在使用堆栈时,需要合理控制栈的大小,避免长时间递归调用或大量使用局部变量。
- 遵循栈的生长方向:在C语言中,堆栈的生长方向是向下的,因此入栈操作会使栈顶指针减小,出栈操作会使栈顶指针增大。
- 注意栈的操作顺序:在函数调用中,先入栈的是函数的返回地址,然后是局部变量;函数执行完毕后,首先弹出的是局部变量,然后是返回地址。
4.堆栈溢出的原因及预防堆栈溢出是由于栈中的元素数量过多,导致栈空间不足而引发的。
C语言函数详细解读C语言是一种广泛使用的编程语言,函数是其中一个重要的概念。
本文将详细解析C语言函数的定义、声明、调用以及一些相关概念和技巧,帮助初学者更好地理解和运用函数。
一、函数的定义和声明在C语言中,函数是一段封装了特定功能的代码块。
函数的定义和声明分为两部分:函数头和函数体。
函数头包括函数的返回类型、函数名和参数列表。
返回类型指定了函数返回值的类型,可以是整数、浮点数、字符等。
函数名是函数的标识符,用于在程序中调用该函数。
参数列表指定了函数的输入,可以是零个或多个参数。
函数体是函数的具体实现,包括了一系列语句和算法,用于完成特定的任务。
函数内部的语句遵循C语言的语法规则。
二、函数的调用函数的调用是通过函数名和参数列表来实现的。
调用函数时,需要按照函数定义时指定的参数顺序,提供相应的参数值。
函数调用可以通过两种方式完成:表达式方式和语句方式。
表达式方式将函数调用作为一个表达式,在表达式中使用函数的返回值。
语句方式将函数调用作为一条语句,不使用函数的返回值。
三、函数的返回值函数可以有返回值,也可以没有返回值。
有返回值的函数在函数定义中通过返回类型指定了返回值的类型,函数体中使用return语句返回具体的值。
return语句可以提前结束函数的执行,并将返回值传递给调用者。
无返回值的函数在函数定义中将返回类型指定为void,函数体中没有return语句或return后面没有表达式。
这种函数通常用于执行一些具有副作用的操作,如打印信息、修改全局变量等。
四、函数的参数传递函数的参数传递可以分为值传递和引用传递两种方式。
值传递是将实际参数的值复制一份给形式参数,在函数内部对形式参数的修改不影响实际参数。
引用传递是将实际参数的地址传递给形式参数,函数内部对形式参数的修改会影响实际参数。
五、递归函数递归函数是指在函数内部调用自身的函数。
递归函数可以解决一些需要重复执行的问题,如计算阶乘、斐波那契数列等。
递归函数需要满足两个条件:基准情况和递归调用。
函数调⽤时参数的⼊栈和出栈顺序先看看递归的实现和栈的关系,这⾥引⼊著名的尾递归-斐波那契数列的实现。
既然涉及到底层,⾃然就该⽤C语⾔实现。
int Fib(int n){if(i==1||i==2)return 1;return Fib(i-1)+Fib(i-2);}我们不妨把函数Fib和return语句中调⽤的函数看作是不同的函数(只是具有了相同的名称),那么就涉及到了函数调⽤的知识,我们知道,在函数调⽤的过程中(⽐如A函数中调⽤了B函数),编译器就会把A函数的参数,局部变量及返回地址压⼊栈中存储,再进⾏B函数的调⽤。
这⾥⽤汇编的思想解释会⽐较⽣动,如下图所⽰,假设传⼊参数为5。
为⽅便理解,绘图会⽐较⽣动,如下图所⽰,假设传⼊参数为5此时返回值已有确定值,开始按顺序出栈,运⾏到有返回地址字样时执⾏命令call XXXX(跳⼊该函数体内执⾏该函数),如下图运⾏到这⾥跳⼊Fib(3)函数体内,我们不妨进⼊函数体内看看,int Fib(int n) <---n=3{if(i==1||i==2) <---跳过return 1;return Fib(i-1)+Fib(i-2); //运⾏到此处,由于Fib(2)已经由上⼀步得出,即此时语句等同于return 1+Fib(1); }操作同第⼀步下⼀步,出栈,由于Fib(3)的值已经明确,继续出栈继续出栈步⼊Fib(4)函数体内,同理运⾏到return 2+Fib(2)语句,调⽤函数Fib(2),出栈......值已明确,继续出栈步⼊函数Fib(5),运⾏⾄return 3+Fib(3)语句处,调⽤函数Fib(3)同理步⼊Fib(3)函数,运⾏⾄return 1+Fib(1)语句处,调⽤函数Fib(1),进⽽出栈,ebx更新为2,继续出栈Fib(5)已有确定值,出栈,此时栈空,即Fib(5)等于5.到这⾥我们就可以⽐较直观看出递归及函数调⽤过程中与栈的关系了,软件漏洞与技术⼀书上也描述的很详细,在这⾥贴出来。
c语言中栈的概念
栈是一种逻辑结构,是特殊的一种线性。
特殊在于:
只能在固定的一端操作只要满足上述条件,那么这种特殊的线性表就会呈现一种“后进先出”的逻辑,这种逻辑就被称为栈。
栈在生活中到处可见,比如堆叠的盘子、电梯中的人们、嵌套函数的参数等等。
由于约定了只能在线性表固定的一端进行操作,于是给栈这种特殊的线性表的“插入”、“删除”,另起了下面这些特定的名称:栈顶:可以进行插入删除的一端
栈底:栈顶的对端
入栈:将节点插入栈顶之上,也称为压栈,函数名通常为push() 出栈:将节点从栈顶剔除,也称为弹栈,函数名通常为pop()
取栈顶:取得栈顶元素,但不出栈,函数名通常为top()
基于这种固定一端操作的简单约定,栈获得了“后进先出”的基本特性,如下图所示,最后一个放入的元素,最先被拿出来。
(就好比说吃完饭之后洗碗,一个碗洗干净后会叠到另外一个碗上面,当你全部都洗好了就会把碗一个个放入到消毒柜里面,这时候拿的碗总是在顶部的那个。
)。
c语言栈帧结构
栈帧是指在函数调用期间,每个函数所占用的内存空间及其相关信息的组成部分。
C语言中的栈帧结构包括以下几个关键部分:
1. 返回地址(Return Address):指向函数被调用之前的下一条指令的地址。
2. 函数参数(Function Arguments):函数调用时传递的参数,存储在栈帧的参数区域。
3. 局部变量(Local Variables):函数内部定义的变量,存储在栈帧的局部变量区域。
4. 上一个栈帧的指针(Pointer to the Previous Stack Frame):指向调用当前函数的函数所占用的栈帧。
5. 栈指针(Stack Pointer):表示当前栈帧的起始位置,也就是栈顶位置。
6. 栈帧大小(Stack Frame Size):表示当前栈帧所占用的内存大小,包括参数、局部变量和其他控制信息。
了解栈帧结构可以帮助我们更好地理解函数调用的过程,也能够更好地进行程序调试和优化。
在编写C语言程序时,理解和掌握栈帧结构是非常重要的。
- 1 -。
c语言中如何返回之前的步骤在C语言中,要返回之前的步骤,可以使用函数的递归调用或者栈的数据结构来实现。
下面分别介绍这两种方法。
一、递归调用递归调用是一种函数调用自身的方式。
通过递归调用,可以实现函数返回之前的步骤。
1.递归调用的基本原理递归调用的基本原理是在函数内部调用自身,通过在每一次递归调用中传递不同的参数,让函数按照不同的路径执行,最终返回之前的步骤。
2.递归调用的步骤(1)定义递归函数:在函数内部定义一个递归函数,用于实现递归调用。
(2)设置递归终止条件:在递归函数的开头设置一个递归终止条件,当满足此条件时,不再进行递归调用,直接返回。
(3)设置递归调用:在递归函数内部,根据条件判断是否进行递归调用,若进行递归调用,则传入不同的参数。
(4)返回值:在递归函数中,根据需要返回相应的值。
3.递归调用的示例下面以计算阶乘的函数为例,介绍递归调用的实现过程。
```c#include <stdio.h>int factorial(int n)if(n == 0)return 1; // 终止条件elsereturn n * factorial(n-1); // 递归调用int mainint num;printf("请输入一个非负整数:");scanf("%d", &num);printf("%d的阶乘为%d\n", num, factorial(num));return 0;```以上代码中,factorial函数是一个递归函数,根据n的不同值,通过递归调用来实现计算阶乘的功能。
当n为0时,满足递归终止条件,函数直接返回1;否则,函数通过递归调用返回n * factorial(n-1)的结果。
二、栈的数据结构栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以通过栈来实现返回之前的步骤。
1.栈的基本操作(1)入栈(push):将元素压入栈顶。
C语⾔中函数参数的⼊栈顺序详解及实例C语⾔中函数参数的⼊栈顺序详解及实例对技术执着的⼈,⽐如说我,往往对⼀些问题,不仅想做到“知其然”,还想做到“知其所以然”。
C语⾔可谓博⼤精深,即使我已经有多年的开发经验,可还是有许多问题不知其所以然。
某天某地某⼈问我,C语⾔中函数参数的⼊栈顺序如何?从右⾄左,我随⼝回答。
为什么是从右⾄左呢?我终究没有给出合理的解释。
于是,只好做了个作业,于是有了这篇⼩博⽂。
#includevoid foo(int x, int y, int z){printf("x = %d at [%X]n", x, &x);printf("y = %d at [%X]n", y, &y);printf("z = %d at [%X]n", z, &z);}int main(int argc, char *argv[]){foo(100, 200, 300);return 0;}运⾏结果:x = 100 at [BFE28760]y = 200 at [BFE28764]z = 300 at [BFE28768]C程序栈底为⾼地址,栈顶为低地址,因此上⾯的实例可以说明函数参数⼊栈顺序的确是从右⾄左的。
可到底为什么呢?查了⼀直些⽂献得知,参数⼊栈顺序是和具体编译器实现相关的。
⽐如,Pascal语⾔中参数就是从左到右⼊栈的,有些语⾔中还可以通过修饰符进⾏指定,如VisualC++。
即然两种⽅式都可以,为什么C语⾔要选择从右⾄左呢?进⼀步发现,Pascal语⾔不⽀持可变长参数,⽽C语⾔⽀持这种特⾊,正是这个原因使得C语⾔函数参数⼊栈顺序为从右⾄左。
具体原因为:C⽅式参数⼊栈顺序(从右⾄左)的好处就是可以动态变化参数个数。
通过栈堆分析可知,⾃左向右的⼊栈⽅式,最前⾯的参数被压在栈底。
除⾮知道参数个数,否则是⽆法通过栈指针的相对位移求得最左边的参数。
先来看这样一段程序:
view plain copy
print?
1.#include <string.h>
2.#include <stdlib.h>
3.#include <stdio.h>
4.
5.void print1(int a,int b,int c)
6.{
7. printf("%p\n",&a);
8. printf("%p\n",&b);
9. printf("%p\n",&c);
10.}
11.
12.int main(void)
13.{
14. print1(1,2,3);
15. exit(0);
16.}
它的输出是:
[cpp]view plain copy
print?
1.0022FF40
2.0022FF44
3.0022FF48
发现a,b,c的地址是逐渐增大的,差值是4个字节。
这和我所知道的:C函数参数入栈的顺序是从右到左是相匹配的,而且地址的增大值也
与变量所占的字节数相匹配。
不过当把程序稍微做一下修改,如下:
[cpp]view plain copy
print?
1.#include <string.h>
2.
3.
4.
5.char char char
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.int
13.
14.
15.
16.
再观察一下它的输出:
view plain copy
print?
1.0022FF2C
2.0022FF28
3.0022FF24
怎么和上面的效果是相反的!虽然我知道这肯定编译器的一个技巧,不过参数入栈的顺序是从右到左的概念却动摇了。
为了弄清楚其中的道理,必须观察程序生成的中间.s文件,为此,我执行了以下一条命令:
[cpp]view plain copy
print?
1.gcc -S test.c(当前C文件中保存的程序是文章一开始的那个) 在当前目录下生成test.s
文件
使用vim打开test.s文件(只截取主要内容了):
esp是指向栈顶的指针,ebp是用来备份这个指针的。
栈的形状如下:
esp
ebp
|____________________________________________________
栈的最大值栈的最小值
每压入一个参数入栈,就执行 esp = esp - sizoeof(参数)。
不过在esp值变之前,先备份一下ebp = esp,这样不管最后esp指到哪里去了,函数结束时就用这个ebp就能顺利回到调用者了。
view plain copy
print?
1.print1:
2. pushl %ebp//6.先把ebp压栈,保存这个指针
3. movl %esp, %ebp//7.使ebp这个指针保存着esp这个指针指向的地址值
4. subl $8, %esp//8.使esp - 8,也就是说空下8个字节以便实现某个功能
5. leal 8(%ebp), %eax//9.把(ebp + 8)的地址给eax 这个地方为什么要+8 因为这
个函数在经历第5,6步的时候存在着压了两个4字节入栈的操作。
此时+8就指向了实参
1
6. movl %eax, 4(%esp)//10.这个时候就用到第8步空下来的8个字节中的4个了,原
来是保存值,原理就是用C语言写两个数交换值时的那个第三个变量,即缓冲区
7. movl $.LC0, (%esp)<span style="white-space:pre"> </span>//11.把字符
串“%p\n”压栈从第10,11步来看,两个参数的入栈顺序,其实不管顺序了,两个参
数,最右边的在高地址,最左边的在低地址
8. call printf//12.调用函数printf,又是压栈出栈的操作了<span style="white-
space:pre"> </span>到此可以得到8个字节的缓冲区全部用完了
9. leal 12(%ebp), %eax//13.同第9步,此时获取的是实参2的地址
10. movl %eax, 4(%esp)//14.我想说同上
11. movl $.LC0, (%esp)<span style="white-space:pre"> </span>//15.我想说
同上
12. call printf//16.我想说同上
13. leal 16(%ebp), %eax//17.同第9步,此时获取的是实参3的地址
14. movl %eax, 4(%esp)//18.我想说同上
15. movl $.LC0, (%esp)<span style="white-space:pre"> </span>//19.我想说
同上
16. call printf//20.我想说同上。
到了此处我们就知道,printf打印参数的地址,这
个地址是在main函数中压栈时分配的,是什么就是什么,符合参数入栈的顺序是从右到左
这个说法。
17. leave
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.20
30.3
31.2
32.1
33.
3113
34.
35.
36.
好的,这个程序分析完了,再来看有疑问的程序吧:
view plain copy
print?
1.print2:
2. pushl %ebp//5.我想说同上
3. movl %esp, %ebp//6.我想说同上
4. subl $24, %esp//7.这个就不同上了,比上面那个esp - 8大很多吗,不过要记住,
这24个字节是个缓冲区
5. movl 8(%ebp), %eax//8.把实参1放入eax
6. movl 12(%ebp), %edx//9.把实参2放入edx
7. movl 16(%ebp), %ecx//10.把实参3放入ecx
9.
10.
1324
12
11.1
12.1
13.
14.
24204
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
结束了,知道了原因了。
这计算机执行函数的时候不停的压栈出栈,执行这些精细的操作真是太牛了,不过计算机没有情感,它不会评估这个复杂度,只要一条条执行就行了,就像我们抄作文似的,作文
最后好不好不是我们能决定的,而是作文的作者。
我暴露了-_-|||。
谢谢观赏!
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