C++学习笔记（堆栈、指针、命名空间、编译步骤）

1、堆和栈

堆（heap）和栈（stack）都是一种内存空间。
栈空间的分配是由系统自动完成的，用来存放各种变量和寄存器，无论是全局变量还是局部变量，都存储在其中。同时每个程序线程都有属于自己的栈空间，用以保证之间互不干扰。
而在一个线程当中的每一个函数在被调用的时候，也会被分配一些属于自己的栈空间，用以存放该函数所用到的局部变量和一些必要的寄存器信息。当函数被调用结束，其对应的栈的空间也会被释放。因此，局部变量的生存周期终止于栈空间被释放。
堆空间的分配则需要人为干涉了，它可以用来存放一些临时变量，其空间相来说也大一些。更加不同于栈的一点是，堆是任何函数都可以访问的，不存在局限性。

2、指针

指针是C语言学习的时候用到，但这里再次记录一下，以便理解后面的内容。

2.1、指针的本质

指针是一种存放地址的特殊变量，它也有属于自己的地址。因此，指针并不等于地址！！！
我们可以通过以下代码查看指针存放的地址，以及指针本身的地址。

void main()
{int *point;printf("point's value is %p\n",point);printf("point's address is %p\n",&point);
}

再通过以下几个例子可以进一步了解指针本质。

错误示例：int *p;  *p = 9;

错误原因：这里p指针存放的是NULL的地址，所以这句代码相当于让NULL地址对应的变量（NULL）去存放9这个数。而NULL即是空，让空去存放东西，显然是错误的。

正确示例1：int *p;int a;p = &a;a = 9;
正确示例2：int *p;int a;p = &a;*p = 9;

正确原因：通过p=&a;这句代码让p指针存放a变量的地址，那么无论是直接修改a，还是通过地址索引a再修改之，结果都是一样的。
此外，由于在32为计算机，地址则占4个字节，在64位计算机中，地址占6个字节或8个字节的缘故，指针的大小也是其对应地址所占的空间。

2.2、指针的意义

指针可以说是C语言的灵魂，即便在C++当中也发挥着巨大的作用。以下对于指针的意义仅是我个人学习过程中的所感所获。
意义一：在大部分程序语言中，函数的返回值一般分为两种情况，一种是返回一个值，另一种则是返回一个地址。我们称之为传值和传址。而传址的目的，还是为了获得目标值，所以此时用到的就是指针的解引用功能。
当然，一般不再用return，也是在函数内直接调用另外一个目标函数，然后把地址作为参数传进去。如下例子。这样做的原因是为了避免在return之后，局部变量的生命中止，原地址被释放。
意义二：指针的存在，相当于提供了一个访问变量的新通道，通过指针，我们可以跨栈区去范围变量，当然也可以访问堆。下面讲malloc和new的时候会用到。

#include<stdio.h>void function_1(void);
void function_2(int *);void function_1()
{int i,temp[10];for(i=0;i<10;i++){temp[i] = i;}function_2(temp);}void function_2(int *temp)
{printf("the value is %d \n",temp[5]);
}int main()
{function_1();return 0;
}

2.3、清空指针

再次强调，指针其实一种存放地址的特殊变量，所以清空指针，是让地址不指向任何值的意思。那么让其指向NULL即可。

*point = NULL;

2.4、C++类中的this

this是每一个对象（类的实例化）都有的一个隐含参数，它是对象本身的地址，作用域也在仅限于对象自身。
注：声明一个东西，无论是类还是其他变量，它本身的变量不占空间的，只有实例化之后才开始占据内存，才有所谓的地址。
举个例子：

class Car
{
public:int temp1;Car(int num){cout<<"the license plate of this car is:"<<num<<endl; } void run(){int num = this->temp1;    //访问对象的temp1属性，当然在这里不加这个this也是可以的。用->是因为this是指针。}
private:int temp2;
};

3、malloc and new

malloc和new都是用来分配堆空间的函数指令，其返回值都是一个地址。
其中malloc的函数定义是：void * malloc(unsigned int size); 可以看出，malloc为程序申请了一个size字节大小的控制，并返回一个这个空间的首地址。

使用方法：
int *p = malloc(4);
float *p = malloc(4);
...
free(p); //malloc和free是成对出现的，使用完内存，要用free把内存还回去。

new则常用于C++为类分配内存空间，可以理解为malloc的进化版。new的实现过程可以分为两步，第一步和malloc一样，向堆申请空间。第二步则是执行构造器，对类进行初始化。

#include <iostream>using namespace std;class Car
{
public:Car(int num){cout<<"the license plate of this car is:"<<num<<endl; } int temp1;
private:int temp2;         
};int main()
{Car *mycar = new Car(888);mycar->temp1 = 5;	//mycar->temp2 = 5;  ×，即便指针，也不能访问私有变量  delete(mycar);     //delate和new成对出现，也是为了释放已经使用完毕的堆空间，反正内存泄漏。mycar = NULL; //最好还是清空一下指针return 0;
}

其中，Car *mycar = new Car(888)意思是向堆申请一块可以存放这个类所有成员函数和变量的空间，返回这个空间的首地址。那么当然得用指向这个类的指针去接收这个地址了。而由于mycar此时已经是一个指针，那么要去访问类里面的成员变量就要用到’->‘而不是’.'了。

mycar->temp1 等于 (*mycar).temp1

4、命名空间

4.1、创建命名空间

一般把命名空间放在头文件里，不同的命名空间也是使用不同的栈区，这使得它们即使有相同名字的变量也毫不冲突。
在以下的这个例子里，假设我们创建了一个myspace.h文件，然把命名空间到定义放在.h文件中。

#ifndef MY_SPACE     // ifndef == if no define。防止多次引用头文件的时候，重复执行以下代码
#define MY_SPACE   namespace  myspace
{....
}#endif

4.2、使用命名空间

#include "myspace.h"  //引用自己创建的头文件用“”号，引用系统的文件的时候用<>号。
using namespace myspace；

用了以上这句代码，就可以在该源文件中使用myspace里的所有函数和类。这其实和之前用到的using namespace std是一样的原理。但如果怕不同命名空间在这个文件中出现同名函数或同名变量冲突，可以不使用using namespace …，在需要用到该空间函数或变量的时候再使用以下语句。

myspace::函数or变量

5、编译程序的四个步骤

5.1、预处理

将所有头文件拉取进来，并读取程序所有宏定义，将#if、#ifndef等指令执行完，留下需要用到的代码块。

5.2、编译

检查程序是否有错误。

5.3、汇编

将程序转化为机器能读懂的汇编指令。

5.4、链接

将多个源文件链接起来。