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Chapter 1Chapter 2Chapter 3Chapter 4编程基础面向对象基础标准模板库编译及调试 内容
Chapter1#xff1a;编程基础
C/…编程语言(C/C)
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Chapter 1Chapter 2Chapter 3Chapter 4编程基础面向对象基础标准模板库编译及调试 内容
Chapter1编程基础
C/C的内容又多又杂常常看到有人罗列相关书单觉得毫无意义我不相信他们真的完全掌握了其中任何一本。学习任何东西首先要掌握基本概念基础不牢地动山摇因为高级的内容都是通过低级的概念来描述的。当基本概念都没理解透学习再多都是空中楼阁。这里罗列了一些听基本的问题虽然看着不难但是精确理解每句话中的每个词真的并不容易。 变量声明和定义区别 声明仅仅是把变量的声明的位置及类型提供给编译器并不分配内存空间定义要在定义的地方为其分配存储空间。 相同变量可以再多处声明外部变量extern但只能在一处定义。 “零值比较” bool类型if(flag) int类型if(flag 0) 指针类型if(flag null) float类型if((flag -0.000001) (flag 0. 000001)) strlen和sizeof区别 sizeof是运算符并不是函数结果在编译时得到而非运行中获得strlen是字符处理的库函数。 sizeof参数可以是任何数据的类型或者数据sizeof参数不退化strlen的参数只能是字符指针且结尾是’\0’的字符串。 因为sizeof值在编译时确定所以不能用来得到动态分配运行时分配存储空间的大小。 同一不同对象可以互相赋值吗 可以但含有指针成员时需要注意。 对比类的对象赋值时深拷贝和浅拷贝。 结构体内存对齐问题 结构体内成员按照声明顺序存储第一个成员地址和整个结构体地址相同。 未特殊说明时按结构体中size最大的成员对齐若有double成员按8字节对齐。 static作用是什么在C和C中有何区别 static可以修饰局部变量静态局部变量、全局变量静态全局变量和函数被修饰的变量存储位置在静态区。对于静态局部变量相对于一般局部变量其生命周期长直到程序运行结束而非函数调用结束且只在第一次被调用时定义对于静态全局变量相对于全局变量其可见范围被缩小只能在本文件中可见修饰函数时作用和修饰全局变量相同都是为了限定访问域。 C的static除了上述两种用途还可以修饰类成员静态成员变量和静态成员函数静态成员变量和静态成员函数不属于任何一个对象是所有类实例所共有。 static的数据记忆性可以满足函数在不同调用期的通信也可以满足同一个类的多个实例间的通信。 未初始化时static变量默认值为0。 结构体和类的区别 结构体的默认限定符是public类是private。 结构体不可以继承类可以。 C中结构体也可以继承。 malloc和new的区别 malloc和free是标准库函数支持覆盖new和delete是运算符并且支持重载。 malloc仅仅分配内存空间free仅仅回收空间不具备调用构造函数和析构函数功能用malloc分配空间存储类的对象存在风险new和delete除了分配回收功能外还会调用构造函数和析构函数。 malloc和free返回的是void类型指针必须进行类型转换new和delete返回的是具体类型指针。 指针和引用区别 引用只是别名不占用具体存储空间只有声明没有定义指针是具体变量需要占用存储空间。 引用在声明时必须初始化为另一变量一旦出现必须为typename refname varname形式指针声明和定义可以分开可以先只声明指针变量而不初始化等用到时再指向具体变量。 引用一旦初始化之后就不可以再改变变量可以被引用为多次但引用只能作为一个变量引用指针变量可以重新指向别的变量。 不存在指向空值的引用必须有具体实体但是存在指向空值的指针。 宏定义和函数有何区别 宏在编译时完成替换之后被替换的文本参与编译相当于直接插入了代码运行时不存在函数调用执行起来更快函数调用在运行时需要跳转到具体调用函数。 宏函数属于在结构中插入代码没有返回值函数调用具有返回值。 宏函数参数没有类型不进行类型检查函数参数具有类型需要检查类型。 宏函数不要在最后加分号。 宏定义和const区别 宏替换发生在编译阶段之前属于文本插入替换const作用发生于编译过程中。 宏不检查类型const会检查数据类型。 宏定义的数据没有分配内存空间只是插入替换掉const定义的变量只是值不能改变但要分配内存空间。 宏定义和typedef区别 宏主要用于定义常量及书写复杂的内容typedef主要用于定义类型别名。 宏替换发生在编译阶段之前属于文本插入替换typedef是编译的一部分。 宏不检查类型typedef会检查数据类型。 宏不是语句不在在最后加分号typedef是语句要加分号标识结束。 注意对指针的操作typedef char * p_char和#define p_char char *区别巨大。 宏定义和内联函数(inline)区别 在使用时宏只做简单字符串替换编译前。而内联函数可以进行参数类型检查编译时且具有返回值。 内联函数本身是函数强调函数特性具有重载等功能。 内联函数可以作为某个类的成员函数这样可以使用类的保护成员和私有成员。而当一个表达式涉及到类保护成员或私有成员时宏就不能实现了。 条件编译#ifdef, #else, #endif作用 可以通过加#define并通过#ifdef来判断将某些具体模块包括进要编译的内容。 用于子程序前加#define DEBUG用于程序调试。 应对硬件的设置机器类型等。 条件编译功能if也可实现但条件编译可以减少被编译语句从而减少目标程序大小。 区别以下几种变量 const int a;
int const a;
const int *a;
int *const a;int const a和const int a均表示定义常量类型a。 const int *a其中a为指向int型变量的指针const在 * 左侧表示a指向不可变常量。(看成const (*a)对引用加const) int *const a依旧是指针类型表示a为指向整型数据的常指针。(看成const(a)对指针const) volatile有什么作用 volatile定义变量的值是易变的每次用到这个变量的值的时候都要去重新读取这个变量的值而不是读寄存器内的备份。 多线程中被几个任务共享的变量需要定义为volatile类型。 什么是常引用 常引用可以理解为常量指针形式为const typename refname varname。 常引用下原变量值不会被别名所修改。 原变量的值可以通过原名修改。 常引用通常用作只读变量别名或是形参传递。 区别以下指针类型 int *p[10]
int (*p)[10]
int *p(int)
int (*p)(int)int *p[10]表示指针数组强调数组概念是一个数组变量数组大小为10数组内每个元素都是指向int类型的指针变量。 int (*p)[10]表示数组指针强调是指针只有一个变量是指针类型不过指向的是一个int类型的数组这个数组大小是10。 int *p(int)是函数声明函数名是p参数是int类型的返回值是int *类型的。 int (*p)(int)是函数指针强调是指针该指针指向的函数具有int类型参数并且返回值是int类型的。 常量指针和指针常量区别 常量指针是一个指针读成常量的指针指向一个只读变量。如int const *p或const int *p。 指针常量是一个不能给改变指向的指针。如int *const p。 a和a有什么区别 假设数组int a[10];
int (*p)[10] a;a是数组名是数组首元素地址1表示地址值加上一个int类型的大小如果a的值是0x00000001加1操作后变为0x00000005。*(a 1) a[1]。 a是数组的指针其类型为int (*)[10]就是前面提到的数组指针其加1时系统会认为是数组首地址加上整个数组的偏移10个int型变量值为数组a尾元素后一个元素的地址。 若(int *)p 此时输出 *p时其值为a[0]的值因为被转为int *类型解引用时按照int类型大小来读取。 数组名和指针这里为指向数组首元素的指针区别 二者均可通过增减偏移量来访问数组中的元素。 数组名不是真正意义上的指针可以理解为常指针所以数组名没有自增、自减等操作。 当数组名当做形参传递给调用函数后就失去了原有特性退化成一般指针多了自增、自减操作但sizeof运算符不能再得到原数组的大小了。 野指针是什么 也叫空悬指针不是指向null的指针是指向垃圾内存的指针。 产生原因及解决办法 指针变量未及时初始化 定义指针变量及时初始化要么置空。 指针free或delete之后没有及时置空 释放操作后立即置空。 堆和栈的区别 申请方式不同。 栈由系统自动分配。 堆由程序员手动分配。 申请大小限制不同。 栈顶和栈底是之前预设好的大小固定可以通过ulimit -a查看由ulimit -s修改。 堆向高地址扩展是不连续的内存区域大小可以灵活调整。 申请效率不同。 栈由系统分配速度快不会有碎片。 堆由程序员分配速度慢且会有碎片。 delete和delete[]区别 delete只会调用一次析构函数。 delete[]会调用数组中每个元素的析构函数。
Chapter2面向对象基础
能够准确理解下面这些问题是从C程序员向C程序员进阶的基础。当然了这只是一部分。 面向对象三大特性 封装性数据和代码捆绑在一起避免外界干扰和不确定性访问。 继承性让某种类型对象获得另一个类型对象的属性和方法。 多态性同一事物表现出不同事物的能力即向不同对象发送同一消息不同的对象在接收时会产生不同的行为重载实现编译时多态虚函数实现运行时多态。 public/protected/private的区别 public的变量和函数在类的内部外部都可以访问。 protected的变量和函数只能在类的内部和其派生类中访问。 private修饰的元素只能在类内访问。 对象存储空间 非静态成员的数据类型大小之和。 编译器加入的额外成员变量如指向虚函数表的指针。 为了边缘对齐优化加入的padding。 C空类有哪些成员函数? 首先空类大小为1字节。 默认函数有 构造函数 析构函数 拷贝构造函数 赋值运算符 构造函数能否为虚函数析构函数呢 析构函数 析构函数可以为虚函数并且一般情况下基类析构函数要定义为虚函数。 只有在基类析构函数定义为虚函数时调用操作符delete销毁指向对象的基类指针时才能准确调用派生类的析构函数从该级向上按序调用虚函数才能准确销毁数据。 析构函数可以是纯虚函数含有纯虚函数的类是抽象类此时不能被实例化。但派生类中可以根据自身需求重新改写基类中的纯虚函数。 构造函数 构造函数不能定义为虚函数。在构造函数中可以调用虚函数不过此时调用的是正在构造的类中的虚函数而不是子类的虚函数因为此时子类尚未构造好。 构造函数调用顺序析构函数呢 调用所有虚基类的构造函数顺序为从左到右从最深到最浅 基类的构造函数如果有多个基类先调用纵向上最上层基类构造函数如果横向继承了多个类调用顺序为派生表从左到右顺序。 如果该对象需要虚函数指针(vptr)则该指针会被设置从而指向对应的虚函数表(vtbl)。 成员类对象的构造函数如果类的变量中包含其他类类的组合需要在调用本类构造函数前先调用成员类对象的构造函数调用顺序遵照在类中被声明的顺序。 派生类的构造函数。 析构函数与之相反。 拷贝构造函数中深拷贝和浅拷贝区别 深拷贝时当被拷贝对象存在动态分配的存储空间时需要先动态申请一块存储空间然后逐字节拷贝内容。 浅拷贝仅仅是拷贝指针字面值。 当使用浅拷贝时如果原来的对象调用析构函数释放掉指针所指向的数据则会产生空悬指针。因为所指向的内存空间已经被释放了。 拷贝构造函数和赋值运算符重载的区别 拷贝构造函数是函数赋值运算符是运算符重载。 拷贝构造函数会生成新的类对象赋值运算符不能。 拷贝构造函数是直接构造一个新的类对象所以在初始化对象前不需要检查源对象和新建对象是否相同赋值运算符需要上述操作并提供两套不同的复制策略另外赋值运算符中如果原来的对象有内存分配则需要先把内存释放掉。 形参传递是调用拷贝构造函数调用的被赋值对象的拷贝构造函数但并不是所有出现的地方都是使用赋值运算符如下 Student s;Student s1 s; // 调用拷贝构造函数Student s2;s2 s; // 赋值运算符操作注类中有指针变量时要重写析构函数、拷贝构造函数和赋值运算符 虚函数和纯虚函数区别 虚函数是为了实现动态编联产生的目的是通过基类类型的指针指向不同对象时自动调用相应的、和基类同名的函数使用同一种调用形式既能调用派生类又能调用基类的同名函数。虚函数需要在基类中加上virtual修饰符修饰因为virtual会被隐式继承所以子类中相同函数都是虚函数。当一个成员函数被声明为虚函数之后其派生类中同名函数自动成为虚函数在派生类中重新定义此函数时要求函数名、返回值类型、参数个数和类型全部与基类函数相同。 纯虚函数只是相当于一个接口名但含有纯虚函数的类不能够实例化。 覆盖、重载和隐藏的区别 覆盖是派生类中重新定义的函数其函数名、参数列表个数、类型和顺序、返回值类型和父类完全相同只有函数体有区别。派生类虽然继承了基类的同名函数但用派生类对象调用该函数时会根据对象类型调用相应的函数。覆盖只能发生在类的成员函数中。 隐藏是指派生类函数屏蔽了与其同名的函数这里仅要求基类和派生类函数同名即可。其他状态同覆盖。可以说隐藏比覆盖涵盖的范围更宽泛毕竟参数不加限定。 重载是具有相同函数名但参数列表不同个数、类型或顺序的两个函数不关心返回值当调用函数时根据传递的参数列表来确定具体调用哪个函数。重载可以是同一个类的成员函数也可以是类外函数。 在main执行之前执行的代码可能是什么 全局对象的构造函数。 哪几种情况必须用到初始化成员列表 初始化一个const成员。 初始化一个reference成员。 调用一个基类的构造函数而该函数有一组参数。 调用一个数据成员对象的构造函数而该函数有一组参数。 什么是虚指针 虚指针或虚函数指针是虚函数的实现细节。 虚指针指向虚表结构。 重载和函数模板的区别 重载需要多个函数这些函数彼此之间函数名相同但参数列表中参数数量和类型不同。在区分各个重载函数时我们并不关心函数体。 模板函数是一个通用函数函数的类型和形参不直接指定而用虚拟类型来代表。但只适用于参个数相同而类型不同的函数。 this指针是什么 this指针是类的指针指向对象的首地址。 this指针只能在成员函数中使用在全局函数、静态成员函数中都不能用this。 this指针只有在成员函数中才有定义且存储位置会因编译器不同有不同存储位置。 类模板是什么 用于解决多个功能相同、数据类型不同的类需要重复定义的问题。 在建立类时候使用template及任意类型标识符T之后在建立类对象时会指定实际的类型这样才会是一个实际的对象。 类模板是对一批仅数据成员类型不同的类的抽象只要为这一批类创建一个类模板即给出一套程序代码就可以用来生成具体的类。 构造函数和析构函数调用时机 全局范围中的对象构造函数在所有函数调用之前执行在主函数执行完调用析构函数。 局部自动对象建立对象时调用构造函数离开作用域时调用析构函数。 动态分配的对象建立对象时调用构造函数调用释放时调用析构函数。 静态局部变量对象建立时调用一次构造函数主函数结束时调用析构函数。 Chapter3标准模板库
STL内容虽然看起来很多单独成书都不是问题《STL源码剖析》但从实际使用状况来看我认为只需要知道以下几点就可以了 怎么用 各种STL基本的增删改查怎么使用。每种容器都提供了很多操作但实际增删改查我们通常只需要掌握透彻一种方式即可。有些功能只是出于通用性考虑才存在的但对于相应的STL这些操作完全可以忽略。所以我对STL使用的看法是不需要花太多时间去了解所有功能只要掌握最基本的即可要把精力放在对需求的了解并选择适合的数据结构。 怎么实现 本身STL就是封装了我们常用的数据结构所以最先需要了解每种数据结构的特性。而且了解实现方式对我们能够准确、高效使用STL打下了基础。 如何避免错误 在第二阶段了解了STL的实现之后我们已经可以很清楚地知道他们底层使用的是什么数据结构以及该数据结构做什么操作比较高效。但还有一点需要注意的就是怎么才能用对他们避免一些未知的错误比如迭代器失效问题。
string
vector
用法 定义vectorT vec;插入元素vec.push_back(element);vec.insert(iterator, element);删除元素vec.pop_back();vec.erase(iterator);修改元素vec[position] element;遍历容器for(auto it vec.begin(); it ! vec.end(); it) {......}其他vec.empty(); //判断是否空vec.size(); // 实际元素vec.capacity(); // 容器容量vec.begin(); // 获得首迭代器vec.end(); // 获得尾迭代器vec.clear(); // 清空实现
模拟Vector实现 线性表数组实现。 支持随机访问。 插入删除操作需要大量移动数据。 需要连续的物理存储空间。 每当大小不够时重新分配内存*2并复制原内容。
错误避免
迭代器失效 插入元素 尾后插入size capacity时首迭代器不失效尾迭代实现未重新分配空间size capacity时所有迭代器均失效需要重新分配空间。 中间插入size capacity时首迭代器不失效但插入元素之后所有迭代器失效size capacity时所有迭代器均失效。 删除元素 尾后删除只有尾迭代失效。 中间删除删除位置之后所有迭代失效。
map
用法 定义mapT_key, T_value mymap;插入元素mymap.insert(pairT_key, T_value(key, value)); // 同key不插入mymap.insert(mapT_key, T_value::value_type(key, value)); // 同key不插入mymap[key] value; // 同key覆盖删除元素mymap.erase(key); // 按值删mymap.erase(iterator); // 按迭代器删修改元素mymap[key] new_value;遍历容器for(auto it mymap.begin(); it ! mymap.end(); it) {cout it-first it-second \n;}实现
RBTree实现 树状结构RBTree实现。 插入删除不需要数据复制。 操作复杂度仅跟树高有关。 RBTree本身也是二叉排序树的一种key值有序且唯一。 必须保证key可排序。
基于红黑树实现的map结构实际上是map, set, multimapmultiset底层均是红黑树不仅增删数据时不需要移动数据其所有操作都可以在O(logn)时间范围内完成。另外基于红黑树的map在通过迭代器遍历时得到的是key按序排列后的结果这点特性在很多操作中非常方便。
面试时候现场写红黑树代码的概率几乎为0但是红黑树一些基本概念还是需要掌握的。 它是二叉排序树继承二叉排序树特显 若左子树不空则左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值。 若右子树不空则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值。 左、右子树也分别为二叉排序树。 它满足如下几点要求 树中所有节点非红即黑。 根节点必为黑节点。 红节点的子节点必为黑黑节点子节点可为黑。 从根到NULL的任何路径上黑结点数相同。 查找时间一定可以控制在O(logn)。 红黑树的节点定义如下 enum Color {RED 0,BLACK 1
};
struct RBTreeNode {struct RBTreeNode*left, *right, *parent;int key;int data;Color color;
};所以对红黑树的操作需要满足两点1.满足二叉排序树的要求2.满足红黑树自身要求。通常在找到节点通过和根节点比较找到插入位置之后还需要结合红黑树自身限制条件对子树进行左旋和右旋。
相比于AVL树红黑树平衡性要稍微差一些不过创建红黑树时所需的旋转操作也会少很多。相比于最简单的BSTBST最差情况下查找的时间复杂度会上升至O(n)而红黑树最坏情况下查找效率依旧是O(logn)。所以说红黑树之所以能够在STL及Linux内核中被广泛应用就是因为其折中了两种方案既减少了树高又减少了建树时旋转的次数。
从红黑树的定义来看红黑树从根到NULL的每条路径拥有相同的黑节点数假设为n所以最短的路径长度为n全为黑节点情况。因为红节点不能连续出现所以路径最长的情况就是插入最多的红色节点在黑节点数一致的情况下最可观的情况就是黑红黑红排列…最长路径不会大于2n这里路径长就是树高。
set Chapter4编译及调试
编译
预处理 展开所有的宏定义完成字符常量替换。 处理条件编译语句通过是否具有某个宏来决定过滤掉哪些代码。 处理#include指令将被包含的文件插入到该指令所在位置。 过滤掉所有注释语句。 添加行号和文件名标识。 保留所有#pragma编译器指令。
编译 词法分析。 语法分析。 语义分析。 中间语言生成。 目标代码生成与优化。
链接
各个源代码模块独立的被编译然后将他们组装起来成为一个整体组装的过程就是链接。被链接的各个部分本本身就是二进制文件所以在被链接时需要将所有目标文件的代码段拼接在一起然后将所有对符号地址的引用加以修正。 静态链接 静态链接最简单的情况就是在编译时和静态库链接在一起成为完整的可执行程序。这里所说的静态库就是对多个目标文件.o文件的打包通常静态链接的包名为lib****.a静态链接所有被用到的目标文件都会复制到最终生成的可执行目标文件中。这种方式的好处是在运行时可执行目标文件已经完全装载完毕只要按指令序执行即可速度比较快但缺点也有很多在讲动态链接时会比较一下。 既然静态链接是对目标文件的打包这里介绍些打包命令。 gcc -c test1.c // 生成test1.ogcc -c test2.c // 生成test2.car cr libtest.a test1.o test2.o首先编译得到test1.o和test2.o两个目标文件之后通过ar命令将这两个文件打包为.a文件文件名格式为lib 静态库名 .a后缀。在生成可执行文件需要使用到它的时候只需要在编译时加上即可。需要注意的是使用静态库时加在最后的名字不是libtest.a而是l 静态库名。 gcc -o main main.c -ltest动态链接 静态链接发生于编译阶段加载至内存前已经完整但缺点是如果多个程序都需要使用某个静态库则该静态库会在每个程序中都拷贝一份非常浪费内存资源所以出现了动态链接的方式来解决这个问题。 动态链接在形式上倒是和静态链接非常相似首先也是需要打包打包成动态库不过文件名格式为lib 动态库名 .so后缀。不过动态库的打包不需要使用ar命令gcc就可以完成但要注意在编译时要加上-fPIC选项打包时加上-shared选项。 gcc -fPIC -c test1.c gcc -fPIC -c test2.cgcc -shared test1.o test2.o -o libtest.so使用动态链接的用法也和静态链接相同。 gcc -o main main.c -ltest如果仅仅像上面的步骤是没有办法正常使用库的我们可以通过加-Lpath指定搜索库文件的目录-L.表示当前目录默认情况下会到环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的目录下搜索库文件默认情况是/usr/lib我们可以将库文件拷贝到那个目录下再链接。
比较静态库和动态库我们可以得到二者的优缺点。 动态库运行时会先检查内存中是否已经有该库的拷贝若有则共享拷贝否则重新加载动态库C语言的标准库就是动态库。静态库则是每次在编译阶段都将静态库文件打包进去当某个库被多次引用到时内存中会有多份副本浪费资源。 动态库另一个有点就是更新很容易当库发生变化时如果接口没变只需要用新的动态库替换掉就可以了。但是如果是静态库的话就需要重新被编译。 不过静态库也有优点主要就是静态库一次性完成了所有内容的绑定运行时就不必再去考虑链接的问题了执行效率会稍微高一些。
makefile编写
对于大的工程通常涉及很多头文件和源文件编译起来很很麻烦makefile正是为了自动化编译产生的makefile像是编译说明书指示编译的步骤和条件之后被make命令解释。 基本规则 A:B(tab)command其中A是语句最后生成的文件B是生成A所依赖的文件比如生成test.o依赖于test.c和test.h则写成test.o:test.c test.h。接下来一行的开头必须是tab再往下就是实际的命令了比如gcc -c test.c -o test.o。 变量 makefile的书写非常像shell脚本可以在文件中定义变量名 变量值的形式之后需要使用这个变量时只需要写一个$符号加上变量名即可当然和shell一样最好用()包裹起语句来。
链接
符号解析 可重定位目标文件 对于独立编译的可重定位目标文件其ELF文件格式包括ELF头指定文件大小及字节序、.text代码段、.rodata只读数据区、.data已初始化数据区、.bss未初始化全局变量、.symtab符号表等其中链接时最需要关注的就是符号表。每个可重定位目标文件都有一张符号表它包含该模块定义和引用的符号的信息简而言之就是我们在每个模块中定义和引用的全局变量包括定义在本模块的全局变量、静态全局变量和引用自定义在其他模块的全局变量需要通过一张表来记录在链接时通过查表将各个独立的目标文件合并成一个完整的可执行文件。 解析符号表 解析符号引用的目的是将每个引用与可重定位目标文件的符号表中的一个符号定义联系起来。
重定位 合并节 多个可重定位目标文件中相同的节合并成一个完整的聚合节比如多个目标文件的.data节合并成可执行文件的.data节。链接器将运行时存储地址赋予每个节完成这步每条指令和全局变量都有运行时地址了。 重定位符号引用 这步修改全部代码节和数据节对每个符号的符号引用使其指向正确的运行时地址。局部变量可以通过进栈、出栈临时分配但全局变量“符号”的位置则是在各个可重定位目标文件中预留好的。通过上一步合并节操作后指令中所有涉及符号的引用都会通过一定的寻址方式来定位该符号比如相对寻址、绝对寻址等。
可执行目标文件 ELF头部 描述文件总体格式并且包括程序的入口点entry point也就是程序运行时执行的第一条指令地址。 段头部表 描述了可执行文件数据段、代码段等各段的大小、虚拟地址、段对齐、执行权限等。实际上通过段头部表描绘了虚拟存储器运行时存储映像比如每个UNIX程序的代码段总是从虚拟地址Ox0804800开始的。 其他段 和可重定位目标文件各段基本相同但完成了多个节的合并和重定位工作。
加载 克隆 新程序的执行首先需要通过父进程外壳通过fork得到一个子进程该子进程除了pid等标识和父进程不同外其他基本均与父进程相同。 重新映射 当子进程执行execve系统调用时会先清空子进程现有的虚拟存储器段简而言之就是不再映射到父进程的各个段之后重新创建子进程虚拟存储器各段和可执行目标文件各段的映射。这个阶段我们可以理解为对复制来的父进程页表进程重写映射到外存中可执行文件的各个段。 虚页调入 加载过程并没有实际将磁盘中可执行文件调入内存所做的工作紧紧是复制父进程页表、清空旧页表、建立新页表映射工作。之后加载器跳转到入口地址_start开始执行程序接下来的过程需要配合虚拟存储器来完成。CPU获得指令的虚拟地址后若包含该指令或数据的页尚未调入内存则将其从外存中调入调入内存后修改页表得到虚拟页号和物理页号的对应关系。之后重新取同一条指令或数据时因该页已经被调入内存所以通过虚拟地址得到虚拟页号虚拟页号通过查页表可以得到物理页号通过物理页号 页内偏移得到具体的物理地址此时可以通过物理地址取得想要的数据。
