麻省理工《C記憶體管理和C++面向對象程式設計》筆記---第一講：認識C和記憶體管理

最近一年都在用.net和Java，現在需要用C了。昨天看到部落格園首頁的麻省理工開放課程，就找來看看，正好複習一下。這門《C記憶體管理和C++面向對象程式設計》不是那種上來就變量，循環的千篇一律的講法，而是重點講C的核心機制如記憶體管理、指針等，這對于我這種有一定程式設計基礎，但很久沒用C的人比較适合。簡明的plain English，加上生動有趣的描述，看起來即暢快，又令人深受啟發。不得不感慨MIT的水準。下面是我整理的筆記（部分翻譯自課件，部分自己的總結）：

  原版課件見課程官方首頁：

點選   課程中推薦的C/C++線上學習資料:http://www.cprogramming.com （個人覺得好的英文資料，讀得時候雖然時不時要查查字典，但是比很多中文的都更容易了解，畢竟國外牛人多）

1. C語言家族

 1) C: Dennis Ritchie于1972年在貝爾實驗室開發出來；是一種指令式語言（imperative system language）

 2) C++: Bjarne Stroustrup于1979年在貝爾實驗室開發出來；是一種支援泛型(generics)的指令式，面向對象的語言

 3）C#: 2001年，由微軟開發。是一種多範型(multi-paradigm)程式設計語言，支援指令式、函數、泛型、面向對象和記憶體管理。

 注：指令式語言又稱強制式語言，通過指明一系列可執行的運算及運算的次序來描述計算過程的語言。平時我們用的大多數語言（比如，C,C+,Java,C#,Python等）都是指令式語言。與它相對的是函數式語言(functional language)，如Haskell,Lisp。函數式語言更像數學，指令式語言更接近人的思維。

2. C的典型特征：

 1）編譯型語言(compiled language)（相對于解釋型語言來說）

   編譯型語言：程式在執行之前需要一個專門的編譯過程，把程式編譯成為機器語言的檔案，運作時不需要重新翻譯，直接運作編譯的結果就行了。是以效率高

   解釋型語言：程式不需要編譯，程式在運作時才翻譯成機器語言，每執行一次都要翻譯一次。是以效率比較低

 2）指令式的

 3) 人工管理記憶體

 4）當需要涉及以下問題時使用C：

   -速度

   -記憶體

   -低層次特性(low-level features)，如：移動stack pointer等

3. 記憶體抽象的層次（從記憶體的角度思考C...） 

  抽象層次                        程式設計語言

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  直接操作記憶體                     彙編語言

  通路記憶體                         C，C++

  記憶體自動管理                     Java,C#,Scheme/LISP,ML

4. C通路的記憶體：堆(heap)

   堆是一塊兒用于動态記憶體配置設定的記憶體區域

   1）把它想像稱為一個巨大的數組

   2）通過指針(pointer)來通路

   3）整個程式都能通路堆（如果作業系統允許的話） 

5. 人工記憶體管理

  目的：

  1) 允許程式能夠配置設定記憶體用于目前的使用

  2）當程式執行完後，能夠釋放記憶體，用于重新配置設定

  C語言的标準類庫(standard library)中有malloc和free兩個函數支援記憶體管理

6. 其它C通路的記憶體：棧(stack)

  C語言中棧是編譯器自動配置設定和回收，用于存放函數及其參數，局部變量等的記憶體區域 

  C函數将會配置設定到棧中：

  1）函數在被調用時進棧(pushed on to stack)

  2) 函數在傳回時出棧(popefd off the stack)

  3) 函數能通路目前棧頂部以下的所有記憶體(這裡所謂的“頂部以下”如下圖所示)

 7.一些基本的C文法如變量，循環，分支等跳過。

 8. 編譯器。推薦使用GCC，一般是在linux下用gcc+gedit寫C程式。

 9. 調試工具：gdb和valgrind。

    gdb文檔: http://www.gnu.org/software/gdb/

    valgrind文檔：http://valgrind.org/

 10. 課後作業1及源碼：

    課件主要是提供思路和引導，課後作業才是鍛煉的最好途徑。