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复杂数据类型的机器级表示

数组和指针

数组的分配和访问

对于代码static short A[4];，第i个元素的地址计算公式为(&A[0]+i*2)。

假设数组A首地址在EDX中，i存放在ECX中，将A[i]取到AX中，汇编指令为movw (%edx,%ecx,2),%ax。ECX是变址寄存器。

数组在内存的存放

静态区数组

在main函数之前定义，分配在静态区，链接后会在可执行目标文件数据段（后续介绍）中分配空间。

编译器通常将数组的地址放在EDX中，地址由低到高，小端存放。

实现sum+和i++：

addl (%edx,%ecx,4),%eax
addl $1,%ecx

auto型数组的初始化和访问

局部变量分配在栈中，数组首地址通过EBP定位。

对buf初始化的指令：将立即数赋值给寄存器所指的内存单元。

定长数组

实例：计算矩阵乘积

#include
   
    
using namespace std;
void give_v(int* ptr);
int single_num(int i, int j);
const int a = 3;
int b1[a][a];
int b2[a][a];
int result[a][a];
int main() {
    cout << "Please make sure your matrix:" << endl;
    give_v(b1[0]);
    give_v(b2[0]);
    for (int i = 0; i < a; i++) {
        for (int j = 0; j < a; j++) {
            cout << single_num(i, j) << '\t';
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}
void give_v(int* ptr) {
    for (int i = 0; i < a; i++) {
        for (int j = 0; j < a; j++) {
            cin >> *(ptr + i * a + j);
        }
    }
    return;
}
int single_num(int i, int j) {
    result[i][j] = 0;
    for (int x = 0; x < a; x++) {
        result[i][j] += b1[i][x] * b2[x][j];
    }
    return result[i][j];
}
   

数组和指针的关系

在数据类型匹配的情况下，数组和指针在一定意义上具有等价性。

int a[10];
int *ptr=a[0];
int a[10],*ptr;
ptr=&a[0];

a的值就是数组的首地址，ptr=a。注意：指针运算会进行相应的收缩，ptr+i不代表直接加i，而是ptr+4*i。

每个内存单元都有各自的单位，不一定是按一个字节一个单位来，这里计算得到的应该是内存单元个数，不是实际地址差值。

区分指针表达式和地址表达式。

指针数组和多维指针

基本概念

嵌套数组

指针数组：首先，这是一个数组，由指针构成的数组，指针指向的数据类型都相同。

定义：存储类型（static/auto） 数据类型 *指针数组名[元素个数]；

int *a[10];

实例

#include
   
    
using namespace std;
int main() {
    int a[][4] = { 
        {   1,2,3,4},    
        {   3,4,5,6}    
    };
    int* ptr[] = { 
        a[1],a[2] 
    };
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            sum += *(a[i] + j);
        }
    }
    cout << sum; 
    return 0;
}
   

结构和联合数据

结构体数据的分配和访问

c语言中结构的用法

结构声明创建一个数据类型，将不同类型的对象聚合到一个对象中，用名字引用结构的各个组成部分。

struct rect{
    long llx;
    long lly;
    unsigned long width;
    unsigned long height;
    unsigned color;
}struct rect r;
//声明一个struct rect类型的变量r，struct和rect不可分割
r.llx=r.lly=0;
r.width=10;
struct rect q={   
    0,0,10,20,0xFF00FF}；
//声明的同时赋值
long area(struct rect *rp){
    return (*rp).width*(*rp).height;
}

结构成员的地址访问

指向结构的指针是结构第一个字节的地址。

auto结构型变量，首地址由EBP或ESP来定位。

静态区的结构性变量是确定的静态区地址。

每个成员的首地址都是“基址+偏移量”。

结构体数据作为入口参数

如果按值传递，很浪费空间，一般按地址传递。

按地址传递参数时，(*stu_info_ptr).name可以写成stu_info_ptr->name。

结构体和二叉树

二叉树的建立与遍历

由于我还没有系统学过算法，这里的知识都比较简单。参考博客链接

二叉树结点的定义

struct Node{
    int data;
    struct Node *pleft;
    struct Node *pright;
}Node;

二叉树的相关操作

1 改变二叉树结构，如二叉树创建，节点删除基本创建思想是递归

2 先序中序和后序遍历

习题练习：

struct Node{
    int val;
    struct Node *left;
    struct Node *right;
}Node;

联合类型的分配和访问

多个类型引用一个对象。

联合体各成员共享存储空间，按最大长度成员所需空间为准。如果提前知道某种数据结构中不同字段的使用时间是互斥的，就可以声明为联合，减少空间，但是处理的复杂性会增加。

举例：二叉树的实现与struct实现二叉树相比，每个节点可能是内部节点，也可能是叶子。

与struct实现二叉树相比，每个节点可能是内部节点，也可能是叶子。

机器级代码不能区分处理对象的数据类型，只能进行机械的运算。

通过嵌套定义链表结构。