被调用过程 2017-2018-1 学号20155209 《信息安全系统设计基础》第十三周学习总结(8)

循环过程是怎么计算的

开始将%ebp减去20是为了依次给数组赋值。这里编译器用了非常变态的优化技巧，那就是编译器发现了a[i+1] = a[i] + 3的规律，因此使用加法（将%eax不断加3）代替了i＊3的乘法操作，另外也使用了加法（即地址不断加4，而不使用起始地址加上索引乘以4的方式）代替了数组元素地址计算过程中的乘法操作。而循环条件当中的i<5，也变成了3＊i<15，而3＊i又等于a[i]，因此当整个数组当中循环的索引i，满足a[i+1]=15（注意，在循环内的时候，%eax一直储存着a[i+1]的值，除了刚开始的0）的时候，说明循环该结束了，也就是coml和jne指令所做的事。

由于娄老师推荐重点是本章节内容。本章学的很认真没有发现什么问题。

异质结构

异质结构是指不同数据类型的数组组合，比如C语言当中的结构（struct）与联合（union）。在理解数组的基础上，这两种数据结构都非常好理解。

写一个结构的例子

#include <stdio.h>

struct {
    int a;
    int b;
    char c;
} mystruct;

int main(){
    printf("%d\n",sizeof mystruct);
    
}

这是一个非常简单的结构体，这个程序在32位windows系统上，输出结果是12，其他的还可以得到10或者16这样的结果。

这正是因为对齐的原因，这里的对齐不是地址对齐也不是栈分配空间对齐，而是数据对齐。为了提高数据读取的速度，一般情况下会将数据以2的指数倍对齐，具体是2、4、8还是16，得根据具体的硬件设施以及操作系统来决定。

这样做的好处是，处理器可以统一的一次性读取4（也可能是其它数值）个字节，而不再需要针对特殊的数据类型读取做特殊处理。在这个例子来说，也就是说在读取a、b、c时，都可以统一的读取4个字节。特殊的，这里0-3的位置用于存储a，4-7的位置用于存储b，8的位置用于存储c，而9-11则用于填充，其中都是空的。

与结构体不同的是，联合会复用内存空间，以节省内存，比如:

#include <stdio.h>

union {
    int a;
    int b;
    char c;
} myunion;

int main(){
    printf("%d\n",sizeof myunion);
    
}

这段程序输出的结果是4，依旧是32位windows操作系统的结果。这是因为a、b、c会共用4个字节，这样做的目的不言而喻，是为了节省内存空间，显然它比结构体节省了8个字节的空间。它与结构体最大的区别就在于，对a、b、c赋值时，联合会覆盖掉之前的赋值，而结构体则不会，结构体可以同时保存a、b、c的值。

地址对齐的大致规则，一般会依据数据类型的长度来对齐（比如int为4位对齐，double为8位对齐等等），但最低为2。不过这些都不是绝对的，比如double也可能会依据4位对齐，因此具体的对齐规则还是需要根据硬件设施和操作系统决定。

对齐是在拿空间换时间，也就是说，对齐浪费了存储空间，但提高了运行速度。这有点类似于算法的时间复杂度和空间复杂度，两者大部分情况下总是矛盾的。

各种对齐都改如何理解。地址对齐、数据对齐和栈分配对齐的区别。

解答

字节对齐，现代计算机中，内存空间按照字节划分，理论上可以从任何起始地址访问任意类型的变量。但实际中在访问特定类型变量时经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序一个接一个地存放，这就是对齐。

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