Array数组

• Type A[L]会在内存中分配连续的\(L * sizeof(Type)\)个字节；
• 其中单独的A表示数组指针；\(A + i\)事实上是\(A + i * sizeof(Type)\)的地址；

int get_digit(int *a, int x) {
    return a[x];
}

// 翻译成汇编代码
// %rdi = a, %rsi = x;
movl (%rdi, %rsi, 4), %eax; // a + 4 * x;

• 数组可以视为首项的指针，对于两者混用的情况，做出以下区分：

• 其中int *A2声明了一个指向整形的指针，但它指向的地址显然没有被指定，即指向一个未被分配的内存空间，是一个坏指针；

• 其中int *A2[3]相当于int (*A4[3])，其中，()的优先级最高，[]次之，然后是*；
• int *A2[3]表示包含3个整形指针的数组；方括号[]的优先级高于*，所以A2[3]表示A2是一个数组；int *表示数组的每个元素是一个指向int类型的指针。
• int (*A3)[3]表示指向一个包含3个整形的数组的指针；()的优先级高于[]，所以 (\*A3)表示A3是一个指针。
• 二维数组按行优先存储；
• 要访问A[i][j]，取A + (i * C + j) * 4即可；

Structure自定义结构体

• 结构体也是一段连续的内存区域；
• 结构体的某个类型对象的地址必须是k = 2, 4, 8的倍数（对齐）；原因是：
  • 内存访问的单位是块：
    • 在现代计算机中，内存通常是以固定大小的块（如 4 字节或 8 字节，依赖于系统架构）进行访问的。
    • 这种对齐方式是硬件设计的结果，因为大多数处理器一次性加载的数据是 4 字节（32 位）或 8 字节（64 位），以提高性能。
  • 缓存行（Cache Line）的作用：
    • 缓存行是 CPU 缓存与内存之间传输数据的最小单位，典型大小为 64 字节。
    • 当 CPU 访问内存时，会将整块缓存行加载到缓存中，以减少后续访问的延迟。
  • 跨缓存行访问的影响：如果一个数据（如一个结构体或数组元素）跨越了两个缓存行：
    1. CPU 需要加载两个缓存行（额外的内存访问）。
    2. 性能下降，因为需要两次读取操作。
  • 对齐的意义：
    • 数据对齐可以避免跨缓存行的情况，确保数据操作只涉及单个缓存行，从而提高访问效率。
  • 虚拟内存的分页（Page）机制：现代操作系统的虚拟内存将内存划分为 页（Page），每页通常是 4 KB。
    • 页是内存管理的最小单位，每一页可能映射到不同的物理内存区域，或者部分未分配。
    • 跨页访问的复杂性：如果一个数据块（如数组或结构体）跨越了两个页：
      1. 操作系统需要处理两次页表查找，性能下降。
      2. 如果某一页未映射（如缺页错误），会导致额外的开销。
      3. 在某些极端情况下（如页权限不同），可能会引发访问冲突或安全问题。
    • 对齐的重要性：
    • 避免数据跨页存储可以减少页表查找和缺页错误，简化虚拟内存管理，提高内存操作效率。
• 所以，倾向于将占字节数大的对象放在前面减小空间浪费；

浮点代码

• 不在教学和考试范围内；

Union共用体

• 根据最大的类型对象所占字节数分配内存；
• 一次只能使用一个对象；
  

1. Same as (float) u?
   • 不相同：
     • (float) u的含义：
       • 这是一个类型转换，表示将 unsigned 类型的整数 u 转换为 float 类型。
       • 转换时，u 的数值会从整数解释为浮点数，改变其表示方式。例如，u = 42 会被转换为浮点数 42.0。
     • bit2float的含义：
       • bit2float 并不改变位模式，而是通过 union 将 unsigned 类型的位模式解释为 float 类型。
       • 如果传入的 u 并不是有效的浮点数位模式，结果可能是未定义的浮点数。
2. Same as (unsigned) f？
   • 同理，不相同；