C 初始化数组的三种常用方法({0}、memset、for 循环赋值)及其工作原理。
C语言中,数组初始化的方式主要有三种:
1、声明时,使用 {0} 初始化;
2、使用memset;
3、用for循环赋值。
那么,这三种方法的原理以及效率如何呢? 请看下面的测试代码:
- #define ARRAY_SIZE_MAX (1*1024*1024)
- void function1()
- {
- char array[ARRAY_SIZE_MAX] = {0}; //声明时使用{0}初始化为全0
- }
- void function2()
- {
- char array[ARRAY_SIZE_MAX];
- memset(array, 0, ARRAY_SIZE_MAX); //使用memset方法
- }
- void function3()
- {
- int i = 0;
- char array[ARRAY_SIZE_MAX];
- for (i = 0; i < ARRAY_SIZE_MAX; i++) //for循环赋值
- {
- array[i] = 0;
- }
- }
效率:
分别执行上面三种方法,统计下平均时间可以得出: for循环浪费的时间最多,{0} 与memset 耗时差不多。
原理:
1、for循环,就是循环赋值,不解释了
2、memset,很容易找到memset内部实现代码,这里也不解释了
3、{0} 内部是怎么实现的呢?
将上述代码编译成汇编格式如下:
function1如下:
- pushl %ebp
- movl %esp, %ebp
- subl $1048600, %esp
- leal -1048584(%ebp), %eax
- movl $1048576, %edx
- movl %edx, 8(%esp)
- movl $0, 4(%esp)
- movl %eax, (%esp)
- call memset
- leave
- ret
function2如下:
- pushl %ebp
- movl %esp, %ebp
- subl $1048600, %esp
- movl $1048576, 8(%esp)
- movl $0, 4(%esp)
- leal -1048584(%ebp), %eax
- movl %eax, (%esp)
- call memset
- leave
- ret
通过汇编代码可以看出,{0}初始化方式,调用了memset函数!
对三种方法的选取:
1、for 最浪费时间,不建议(其实memset内部也是用循环实现的,只不过memset经过了严格优化,所以性能更高);
2、{0} 可能有移植性问题,虽然绝大多数编译器看到{0} 都是将数组全部初始化为0, 但是不保证所有编译器都是这样实现的;
3、综合1、2, 推荐使用memset方法。
附录:对于{0}初始化的测试
这是很基础的东西,但基础的重要性不言而喻,我敢肯定这个知识点我肯定曾经了解过,但现在,我不敢确定,由此可见纪录的重要性,这世界没有什么捷径,找对方向,然后不停重复.所以从今天开始,我会比较详细的纪录这些比较小的知识点,其实还是有不少有意思的地方的.
写这篇文章的起因在于<<COM技术内幕>>第七章新东西太多,看的我目不暇接,所以在网上找了些例子看,其中就有一个例子中出现了这样的语句:
wchar_t wname[128]={0};
char cname[256]={0};
...
我感兴趣的是:
1.这种赋值的结果.
2.这种形式是否符合标准编码规则?
我找到了如下资料,可能有助于对这个知识点的掌握.
初始化值的个数可少于数组元素个数.当初始化值的个数少于数组元素个数时,前面的按序初始化相应值, 后面的初始化为0(全局或静态数组)或为不确定值(局部数组).
*/
我相信上面的资料是C和C++语言的标准规范,但实际编译器处理时,可能会和规范有所不同.因为编译器原则上要遵从语言规范,但对于局部数组的不确定值到底是多少,怎么处理,编译器就可以灵活处理.我测试了三种编译器,其实编译器赋予的值是固定的,都是0.
在这篇blog中 http://hi.baidu.com/widebright/blog/item/a024bc09631402256b60fbd0.html 谈论了相同的话题,现对其摘录如下:
一直以为 int a[256]={0};是把a的所有元素初始化为0,int a[256]={1};是把a所有的元素初始化为1.
调试的时查看内存发现不是那么一回事,翻了一下《The C++ Programming Language》总算有定论。PDF的竟然不然复制,就把它这章翻译了,如下
5.2.1 数组初始化
数组可以用一个列值来初始化,例如
int v1[] ={1,2,3,4};
char v2[]={'a','b','c',0};
当数组定义时没有指定大小,当初始化采用列表初始化了,那么数组的大小由初始化时列表元素个数决定。所以v1和v2分别为 int[4] 和char[4]类型。如果明确指定了数组大小,当在初始化时指定的元素个数超过这个大小就会产生错误。例如:
char v3[2] ={'a','b',0}; //错误:太多的初始化值了
char v3[3] ={'a','b',0}; //正确
如果初始化时指定的的元素个数比数组大小少,剩下的元素都回被初始化为 0。例如
int v5[8]={1,2,3,4};
等价于
int v5[8]={1,2,3,4,0,0,0,0};
注意没有如下形式的数组赋值:
void f()
{
v4={'c','d',0}; //错误:不是数组赋值
}
如果你想这样的复制的话,请使用 vector(16章第三节) 或者 valarray(22章第四节)。
字符数组可以方便地采用字符串直接初始化(参考第五章 2.2小节)
译注: 就是 这样啦 char alpha []="abcdefghijklmn";
*/
下面来看一个例子:
int array1[5]={1,2,3};
static int array2[5]={1};
void main()
{
int arr1[5]={2};
static int arr2[5]={1,2};
int n;
cout <<"global: ";
for(n=0; n<5; n++)
cout <<" " <<array1[n];
cout <<" global static: ";
for(n=0; n<5; n++)
cout <<" " <<array2[n];
cout <<" local: ";
for(n=0; n<5; n++)
cout <<" " <<arr1[n];
cout <<" local static: ";
for(n=0; n<5; n++)
cout <<" " <<arr2[n];
cout <<endl;
}
在这个例子中,全局和静态数组都按语言规范要求被初始化为0,但是局部数组并没有向前面所说的为不确定值,下面是用gcc,VC6.0,tuborC++分别编译的结果(注意gcc用g++编译c++文件,gcc不会链接库的):
GCC 可同时用来编译 C 程序和 C++ 程序。一般来说,C 编译器通过源文件的后缀名来判断是 C 程序还是 C++ 程序。在 Linux 中,C 源文件的后缀名为 .c,而 C++ 源文件的后缀名为 .C 或 .cpp。
但是,gcc 命令只能编译 C++ 源文件,而不能自动和 C++ 程序使用的库连接。因此,通常使用 g++ 命令来完成 C++ 程序的编译和连接,该程序会自动调用 gcc 实现编译。
*/
GCC:
VC6.0:
TurboC++
这说明了对局部数组没有初始化的元素的值,这几种编译器都将其设置为0.但是,如果如果不对数组进行初始化,即在定义的同时没有用列表初始化,那么局部数组的值就取决于编译器而对程序员来说就是不可预料的了.有时间可以测试一下各个编译器,不过在vc中是0xcc.所以对局部数组的初始化要特别小心.但是全局的数组和静态数组还是会被正确的赋于0值的.
最后要重申下对变量初始化的重要性, http://blog.vckbase.com/smileonce/archive/2005/06/18/6777.html 这里列举了没有初始化造成的事故.
此外,这个blog地址值得收藏,在http://blog.vckbase.com/ 排行榜的blog都值得仔细看.
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print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面