计算机原理ios面试

iOS开发经验(15)-内存分配、变量、常量和修饰符

2017-02-16  本文已影响306人  Ryan___

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  1. 内存分配
  2. 变量：全局与局部
  3. const，static，extern
  4. 宏
  5. 结构体，枚举（typeof与typedef）
1. 内存分配

在计算机系统中，运行的应用程序的数据都是保存在内存中的，不同类型的数据，保存的内存区域不同。
引用计数：当创建对象或者指针指向这个对象时，此对象引用计数+1，不让它销毁，保证生命周期。当不指向该对象时，引用计数-1，直到计数为0，对象销毁，回收内存。

一、内存分区

  1. 栈区(stack) ：由编译器自动分配并释放，存放函数的参数值，局部变量等。栈是系统数据结构，对应线程/进程是唯一的。
    优点是快速高效，缺点时有限制，数据不灵活。［先进后出］
    栈空间分静态分配 和动态分配两种。
 静态分配是编译器完成的，比如自动变量(auto)的分配。
 动态分配由alloca函数完成。
 栈的动态分配无需释放(是自动的)，也就没有释放函数。
 为可移植的程序起见，栈的动态分配操作是不被鼓励的！
  1. 堆区(heap) 由程序员分配和释放，如果程序员不释放，程序结束时，可能会由操作系统回收 ，比如在ios 中 alloc 都是存放在堆中。
    优点是灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低。［顺序随意］
 堆是函数库内部数据结构，不一定唯一。
 不同堆分配的内存无法互相操作。
 堆空间的分配总是动态的
虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统，但是精确的申请内存，释放内存匹配是良好程序的基本要素。
  1. 全局区(静态区) (static) 全局变量和静态变量的存储是放在一起的，初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域，未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后有系统释放。
注意：全局区又可分为未初始化全局区：
     .bss段和初始化全局区：data段。
     举例：int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。

例子代码：

  int a = 10;  全局初始化区
  char *p;  全局未初始化区

 main{
   int b; 栈区
   char s[] = "abc" 栈
   char *p1; 栈 
   char *p2 = "123456";  123456\\0在常量区，p2在栈上。
   static int c =0； 全局（静态）初始化区 

   w1 = (char *)malloc(10); 
   w2 = (char *)malloc(20); 
   分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 
 }
  1. 文字常量区 存放常量字符串，程序结束后由系统释放
  2. 程序代码区 存放函数的二进制代码

二、申请后的系统响应

栈：存储每一个函数在执行的时候都会向操作系统索要资源，栈区就是函数运行时的内存，栈区中的变量由编译器负责分配和释放，内存随着函数的运行分配，随着函数的结束而释放，由系统自动完成。

注意：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：

三、 申请大小的限制

  1. 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。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。

  2. 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。

内存分配.png

栈：由系统自动分配，速度较快，不会产生内存碎片
堆：是由alloc分配的内存，速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便

2. 变量：全局与局部

1. 局部变量

注意:
局部变量没有固定的初始化值, 如果没有对局部变量进行初始化, 那么局部变量中是一些随机的值, 所以在开发中千万不要使用未初始化的局部变量

2. 全局变量

注意:
全局变量如果没有进行初始化, 那么系统默认会将全局变量初始化为0

3. 内部全局变量和外部全局变量

外部全局变量

内部全局变量:

3. const、staic、extern

1.const
我们在看一些大牛的第三方时，里面会出现很多const、static和extern，尤其是const和static，const和extern的结合使用，直接令很多小伙伴懵逼了，今天就详细讲解一下这三个关键字的正确使用方式。

const的作用和宏是很类似的，当有字符串常量的时候，苹果推荐我们使用const，苹果经常把常用字符串定义成const。

    int * const p; // p:只读 *p:变量
    const int *p1; // *p1:只读 p1:变量
    int const *p2; // *p2:只读 p2:变量
    int const * const p3; // *p3:只读 p3:只读
    const int  * const p4; // *p4:只读 p4:只读

const开发中使用场景:

1. const和extern的使用
使用场景:在多个文件中经常使用的同一个字符串常量，可以使用extern与const组合。
开发时有个规定，为了避免重复报错，全局变量不能定义在自己的类中，我们需要自己创建一个全局文件管理全局东西。

在Const文件中声明与定义：

在.h 中声明：extern换成UIKIT_EXTERN,俩其实一样。苹果推荐使用UIKIT_EXTERN
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>
UIKIT_EXTERN  NSString *testStr1;//字符串能被修改
UIKIT_EXTERN  NSString * const testStr2;//字符串不能被修改

在.m 中定义（#import "Const.h"）
#import "Const.h"
const NSString *testStr1 = @"const_test1";//字符串能被修改
NSString * const testStr2 = @"const_test2";//字符串不能被修改

使用：（比如在RunTimeViewController.h文件中使用）

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];    
    extern NSString *testStr1;//先声明一下
    testStr1= @"change";
    NSLog(@"%@", testStr1);字符串被修改了

    extern NSString *const testStr2;
    testStr2 = @"change";
    NSLog(@"%@", testStr2); // 结果会报错
}

2.extern

声明和定义的区别:

注意：UIKIT_EXTERN == extern

3. staic

作用:

static修饰变量注意点

使用场景：

static NSString * name = @"name";

开发使用场景:在一个文件中经常使用的字符串常量，可以使用static与const组合
// 开发中常用static修饰全局变量,只改变作用域
// 开发中声明的全局变量，有些不希望外界改动，只允许读取。比如一个基本数据类型不希望别人改动.
static const int a = 20;// 声明一个静态的全局只读常量,不能被修改否则会报错

// static修饰全局变量
static int number = 20;
如果在某方法内重复定义number的值，值会改变，在方法外还是原来的值。

NSString *str = @"str";//仅限本文件使用，字符串能被修改

// 如果 const修饰 * str1,表示* str1只读，str1还是能改变。
static NSString *str1 = @"str1"; //仅限本文件使用，字符串能被修改

// 如果 const修饰 * str2,表示* str2只读，str2还是能改变。
static const NSString *str2 = @"str2";//仅限本文件使用，字符串能被修改

// 开发中经常拿到str3修改值，因此用const修饰str3,表示str3只读，不允许修改。
static  NSString * const str3 = @"str3";//字符串不能被修改

总结：

 用法总结：
 1. 在函数外，直接定义对象，不需要额外添加修饰符，对象可被修改； 一般形式的全局变量
 2. 只用static修饰，对象可以被修改，但是生命周期在APP运行期； 用static修饰就是静态变量（也叫全局静态变量），不用static修饰的就是全局非静态变量；
 修饰局部变量：让局部变量只初始化一次；局部变量在程序中只有一份内存；并不会改变局部变量的作用域，仅仅是改变了局部变量的生命周期（只到程序结束，这个局部变量才会销毁）
 修饰全局变量：全局变量的作用域仅限于当前文件
 
 3. 用const修饰：一般不定义在本文件内，字符串可以被修改，也可以不被修改（主要）；用const修饰的就是常量；全局非静态／静态常量
 4. 用static，const一起修饰：全局静态常量，在本文件内字符串可以被修改，也可以不被修改（主要）；

 常用的三种：
 1. static 修饰全局静态变量，比如cell的标识符
 2. static+const在本文件内使用，修饰不可变字符串，全局静态常量
 3. const在单独一个文件内使用，修饰字符串，变成不可变的常量。
 */
4. 宏

1. 宏
宏的常见用法：

当有字符串常量的时候，苹果推荐我们使用const，苹果经常把常用字符串定义成const

宏与const的区别：

注意：swift中, 苹果已经将宏杀掉, 所以项目开发中, 须用const代替宏.

宏定义：

#define NAME @"henry"

#define average(a, b) (a+b)/2

例子2：

#ifndef PrefixHeader_pch
#define PrefixHeader_pch

#define K_width [UIScreen mainScreen].bounds.size.width
#define K_height [UIScreen mainScreen].bounds.size.height
#define k_screenW ([UIScreen mainScreen].bounds.size.width)/(375)
#define k_screenH ([UIScreen mainScreen].bounds.size.height)/(667)

#endif /* PrefixHeader_pch */

例子3：

// 常见的常量：抽成宏
#define XMGAccount @"account"

#define XMGUserDefault [NSUserDefaults standardUserDefaults]

// 字符串常量
static NSString * const account = @"account";

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 偏好设置存储
    // 使用宏
    [XMGUserDefault setValue:@"123" forKey:XMGAccount];

    // 使用const常量
    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] setValue:@"123" forKey:account];

}

注意：
1.宏名和参数列表之间不能有空格，否则空格后面的所有字符串都作为替换的字符串。
2.带参数的宏在展开时，只作简单的字符和参数的替换，不进行任何计算操作。所以在定义宏时，一般用一个小括号括住字符串的参数。并且计算结果最好也括起来防止错误。

#define Pow(a) ( (a) * (a) )

条件编译:
在很多情况下，我们希望程序的其中一部分代码只有在满足一定条件时才进行编译，否则不参与编译(只有参与编译的代码最终才能被执行)，这就是条件编译。换句话说，在条件编译中，不满足条件的会直接被删去，并不会参与编译。
条件编译和宏定义经常一起使用。

//条件编译后面的条件表达式中不能识别变量,它里面只能识别常量和宏定义

 #if 条件1
  ...code1...
 #elif 条件2
  ...code2...
 #else
  ...code3...
 #endif

#define SCORE 67
#if SCORE > 90
    printf("优秀\n");
#elif SCORE > 60
    printf("良好\n");
#else
    printf("不及格\n");
#endif

#ifdef和#ifndef

#ifdef MACRO_Define  // 如果已定义MACRO_Define这个宏
    代码块1
#else
    代码块2
#endif

或

#ifndef MACRO_Define // 如果未定义MACRO_Define这个宏
    代码块1
#else
    代码块2
#endif

实际场景

#ifdef DEBUG
#define NSLog(FORMAT, ...) fprintf(stderr,"%s:%d\t  %s\n",[[[NSString stringWithUTF8String:__FILE__] lastPathComponent] UTF8String], __LINE__, [[NSString stringWithFormat:FORMAT, ##__VA_ARGS__] UTF8String]);
#else
#define NSLog(FORMAT, ...) nil
#endif

#ifdef DEBUG
#ifndef DLog
#   define DLog(fmt, ...) {NSLog((@"%s [Line %d] " fmt), __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, ##__VA_ARGS__);}
#endif
#endif
5. 结构体，枚举（typeof与typedef）

理解

//定义一个和self相同数据类型的bself ，并赋值为self，在block中使用
__weak typeof (self) weakSelf = self;

注意： typeof 括号中的值和等于后面的值是相同的类型。

__weak typeof(self.contentView) ws = self.contentView;

用法：
用法1-结构体

//结构体
typedef struct Myrect {
    float width;
    float height;
}myRect;

用法2-枚举

//枚举值 它是一个整形(int)  并且,它不参与内存的占用和释放,枚举定义变量即可直接使用,不用初始化.
//在代码中使用枚举的目的只有一个,那就是增加代码的可读性.
typedef NS_ENUM (NSUInteger,direction){
    left=0,
    right=1,
    top =2,
    down =3
};

typedef NS_ENUM (NSUInteger,direction_2){
    left2 = 0,
    right2 = 1 << 0,
    top2 = 1 << 1,
    down2 = 1 << 2
};

用法3-Block

//1.重新起个名字
typedef void(^PassValueBlock)(NSString *);
@interface BlockViewController : BaseViewController
//2.声明block属性
@property(nonatomic,copy)PassValueBlock  passValueBlock;
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