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1、第十章第十章 目标程序目标程序运行时的运行时的组织组织 10.1 概述概述10.2数据表示数据表示11.10.3目标程序运行时的栈式存储组织目标程序运行时的栈式存储组织10.4 参数传递参数传递10.5堆式存储组织的讨论堆式存储组织的讨论概述-代码生成解决语义gap高级语言支持的概念TypevalueexpressionVariableprocedureFunctionparameters目标机支持的概念bitsbyteswordsRegistersStackaddressRoutine(subroutine)概述代码生成前如何安排目标机资源运行时组织的几个问题运行时组织的几个问题数据表示-如
2、何在目标机中表示每个源语言类型的值表达式求值-如何组织表达式的计算存储分配-如何组织不同作用域变量的存储过程实现-如何以例程实现过程，函数，参数传递概述概述任务：编译程序对目标程序运行时的组织（设任务：编译程序对目标程序运行时的组织（设计运行环境和分配存储）计运行环境和分配存储） 如如 通常存储区布局通常存储区布局可为：可为： 目标代码区目标代码区 静态数据区静态数据区 Stack heap运行环境和存储分配运行环境和存储分配设计分析设计分析逻辑阶段：在目标代码生成前，作准备逻辑阶段：在目标代码生成前，作准备实质：实质： 关联（关联（Binding）将源程序的文本将源程序的文本 程序运行动作的
3、实现程序运行动作的实现 源文件中的名字源文件中的名字N 运行时的存储运行时的存储S S在语义学中，使用术语在语义学中，使用术语environment函数表示函数表示env: NS (NS (N到到S S的映射的映射) )决定运行管理复杂程度的因素决定运行管理复杂程度的因素源语言本身源语言本身1. 允许的数据类型的多少允许的数据类型的多少2语言中允许的数据项是语言中允许的数据项是 静态确定静态确定 动态确定动态确定3程序结构程序结构 决定名字的作用域的规则和结构决定名字的作用域的规则和结构A 段结构段结构B 过程定义不嵌套，只允许过程递归调用过程定义不嵌套，只允许过程递归调用C 分程序结构分程序
4、结构分程序嵌套分程序嵌套过程定义嵌套过程定义嵌套 4 4存储类别的多少存储类别的多少GlobalStaticLocaldynamic术语术语静态：如果一个名字的性质通过说明语句静态：如果一个名字的性质通过说明语句或隐或显规则而定义，则称这种性质是或隐或显规则而定义，则称这种性质是“静态静态”确定的。确定的。动态：如果名字的性质只有在程序运行时动态：如果名字的性质只有在程序运行时才能知道，则称这种性质为才能知道，则称这种性质为“动态动态”确定确定的。的。例例 procedure A(m,n:integer); begin real z; array Bm:n; begin end;end;数据表
5、示各种数据对象的存储分配数据对象的属性name名字，名称type类型location内存地址value值component成分数据表示（固定长度，直接或间接表示）简单变量：char:1byteintegers:2or4bytesfloats:4to16bytesbooleans:1bit(butusually1byte)指针：unsignedintegers一维数组：一块连续的存储区多维数组：一块连续的存储区，按行存放结构（记录）：把所有域（field)存放在一块连续的存储区对象：类的实例变量象结构的域一样存放在一块连续的存储区，但方法（成员函数）不存在该对象里指令：l 可变可变 (动态动态)
6、数组数组： 若一个数组所需的存储空间的大小在编译时就已知道，则称它为确定数组，否则称为可变(动态)数组。数组内情向量：数组内情向量：: 编译将数组的有关信息记录在一些单元中，称为数组的 “内内情向量情向量”Al 1:u 1,l 2:u 2, ,l ln n : : u un n l1 u1 l2 u2 : : type a（首地址）（首地址） n C目标程序运行时的存储组织目标程序运行时的存储组织存储分配策略：存储分配策略：简单的栈式分配方案简单的栈式分配方案 嵌套过程的栈式分配方案嵌套过程的栈式分配方案 分程序结构的存储分配方案分程序结构的存储分配方案静态存储分配静态存储分配动态存储分配动态
7、存储分配栈式栈式堆式堆式l 术语术语- -过程活动记录过程活动记录AR:为说明方便，假定程序是由过程组成，过程区分为源文本，为说明方便，假定程序是由过程组成，过程区分为源文本，运行时称作过程的激活。运行时称作过程的激活。一个过程的一次执行所需要的信息使用一个连续的存储区来一个过程的一次执行所需要的信息使用一个连续的存储区来管理，这个区管理，这个区 （块）叫做一个活动记录或（块）叫做一个活动记录或frame（帧帧）一般这个段要记录：一般这个段要记录：l 临时值，如计算表达式时的中间工作单元。临时值，如计算表达式时的中间工作单元。l 局部变量局部变量（数据）（数据）l 保存运行过程前的状态保存运行
8、过程前的状态（返回地址，寄存器值（返回地址，寄存器值）l 存取链存取链（可选）（可选） 对于非局部量的引用。对于非局部量的引用。l 控制链控制链（可选）（可选） 指向调用者的活动记录，释放栈。指向调用者的活动记录，释放栈。l 实参实参（形式单元）（形式单元）l 返回值返回值（对函数）（对函数）（有时可使用寄存器存放返回值）（有时可使用寄存器存放返回值） 简单的栈式分配方案简单的栈式分配方案程序结构特点程序结构特点:过程定义不嵌套，过程可过程定义不嵌套，过程可递归调用，含可变数组递归调用，含可变数组; 例例: main 全局变量的说明全局变量的说明proc Rend R;proc Q end Q
9、;主程序执行语句主程序执行语句 end main 嵌套过程语言的栈式嵌套过程语言的栈式分配方案分配方案l主要特点主要特点：（语言）一个过程可以引用包围它的任（语言）一个过程可以引用包围它的任一外层过程所定义的标识符（如变量，一外层过程所定义的标识符（如变量，数组或过程等）。数组或过程等）。（实现）一个过程可以引用它的任一外（实现）一个过程可以引用它的任一外层过程的最新活动记录中的某些数据。层过程的最新活动记录中的某些数据。关键技术：解决对非局部量的引用（存关键技术：解决对非局部量的引用（存取）。取）。设法跟踪每个外层过程的最新活动记录设法跟踪每个外层过程的最新活动记录AR的位置。的位置。跟踪办
10、法：跟踪办法： 1. 用静态链（如用静态链（如PL/0的的SL）。）。 2. 用用DISPLAY表。表。const a=10;const a=10;var b,c;var b,c;procedure p;procedure p; beginbegin c:=b+a; c:=b+a; end; end;beginbegin read(b); read(b); while while b#0b#0 do do begin begin call p; call p; write(2*c); write(2*c); read(b); read(b); end endend.end.( 0) jmp 0
11、 8 ( 0) jmp 0 8 转向转向主程序入口主程序入口( 1) jmp 0 2 ( 1) jmp 0 2 转向转向过程过程p p入口入口( 2)( 2) int 0 3int 0 3 过程过程p p入口入口, ,为过程为过程p p开辟空间开辟空间( 3) lod ( 3) lod 1 1 3 3 取变量取变量b b的值到栈顶的值到栈顶( 4) lit 0 10 ( 4) lit 0 10 取常数取常数1010到栈顶到栈顶( 5) opr 0 2 ( 5) opr 0 2 次栈顶与栈顶相加次栈顶与栈顶相加( 6) sto ( 6) sto 1 1 4 4 栈顶值送变量栈顶值送变量c c中中
12、( 7) ( 7) opr 0 0opr 0 0 退栈并返回调用点退栈并返回调用点(16)(16)( 8)( 8) int 0 5 int 0 5 主程序入口开辟主程序入口开辟5 5个栈空间个栈空间( 9) opr 0 16 ( 9) opr 0 16 从命令行读入值置于栈顶从命令行读入值置于栈顶(10) sto 0 3 (10) sto 0 3 将栈顶值存入变量将栈顶值存入变量b b中中(11) lod 0 3 (11) lod 0 3 将变量将变量b b的值取至栈顶的值取至栈顶(12) lit 0 0 (12) lit 0 0 将常数值将常数值0 0进栈进栈(13) opr 0 9 (13
13、) opr 0 9 次栈顶与栈顶是否不等次栈顶与栈顶是否不等(14) (14) jpc 0 24jpc 0 24 等时转等时转(24)(24)（条件不满足转条件不满足转）(15) (15) cal 0 2cal 0 2 调用过程调用过程p p(16) lit 0 2 (16) lit 0 2 常数值常数值2 2进栈进栈(17) lod (17) lod 0 0 4 4 将变量将变量c c的值取至栈顶的值取至栈顶(18) opr 0 4 (18) opr 0 4 次栈顶与栈顶相乘次栈顶与栈顶相乘(2(2*c)*c)(19) opr 0 14 (19) opr 0 14 栈顶值输出至屏幕栈顶值输出
14、至屏幕(20) opr 0 15 (20) opr 0 15 换行换行(21) opr 0 16 (21) opr 0 16 从命令行读取值到栈顶从命令行读取值到栈顶(22) sto (22) sto 0 0 3 3 栈顶值送变量栈顶值送变量b b中中(23) jmp 0 11 (23) jmp 0 11 无条件转到循环入口无条件转到循环入口(11)(11)(24) opr 0 0 (24) opr 0 0 结束退栈结束退栈目标代码解释执行时数据栈的布目标代码解释执行时数据栈的布局（运行栈的存储分配）局（运行栈的存储分配）每个过程的每个过程的ARAR有有3 3个联系单元：个联系单元：SLSL：
15、 静态链静态链，指向，指向定义定义该过程的该过程的直接外过程直接外过程 （或主程序）运行时（或主程序）运行时最新最新数据段的基地址数据段的基地址。DLDL： 动态链动态链，指向，指向调用调用该过程前正在运行过该过程前正在运行过 程的数据段基地址。程的数据段基地址。RARA： 返回地址返回地址，记录调用该过程时，记录调用该过程时目标程序目标程序的的断点断点，即调用过程指令的下一条指令的地址。，即调用过程指令的下一条指令的地址。局部变量中间结果 目标代码的解释执行目标代码的解释执行 运行栈运行栈S SM M调用过程调用过程P P RA RA DL DL SL SLb. ttbPM解决对非局部量的引
16、用（存取）解决对非局部量的引用（存取）用用Display表表Display表表-嵌套层次显示表嵌套层次显示表当前激活过程的层次为当前激活过程的层次为K，它的，它的Display表含有表含有K+1个单元，依次存放个单元，依次存放着现行层，直接外层着现行层，直接外层直至最外层的每一过程的最新活动记录的直至最外层的每一过程的最新活动记录的基地址基地址用用Display表的方案表的方案(1)主程序主程序-(2)P-(3)Q-(4)RP 的的活动记录活动记录主程序的主程序的活动记录活动记录d1d0displaysptop主程序的主程序的活动记录活动记录d0spdisplaytop（1）（2）用用Disp
17、lay表的方案表的方案主程序主程序-P-Q-RR 的的活动记录活动记录 Q 的的活动记录活动记录 P 的的活动记录活动记录主程序的主程序的活动记录活动记录Q 的的活动记录活动记录 P 的的活动记录活动记录主程序的主程序的活动记录活动记录displayd2d1d0d1d0displaysptoptopsp（3）（4）DISPLAY表的维护和建立表的维护和建立 DISPLAY表表d 运行栈运行栈 0 主程活动记录地址主程活动记录地址 1 R活动记录地址活动记录地址 . 当过程的层次为当过程的层次为n，它的它的 display为为n+1个个值。值。 一个过程被调用时，一个过程被调用时，从调用过程的从
18、调用过程的DISPLAY表中自下向表中自下向上抄录上抄录n个个SP值，再加值，再加上本层的上本层的SP值。值。全局全局DISPLAY地址地址 分程序结构分程序结构Procedure A(m,n); integer m,n;B1:begin real z; array Bm:n; B2:begin real d, e; L3: 2 end; B4:begin array C1:m; 1 B5:begin real e; L6: 5 4 end; end; L8:end; 分程序结构的存储分程序结构的存储分配方案分配方案 处理分程序结构存储分配方案的一种处理分程序结构存储分配方案的一种简单办法是，
19、把分程序看成简单办法是，把分程序看成 “无名无参过无名无参过 程程”，它在哪里定义就在哪里被调用。因，它在哪里定义就在哪里被调用。因此，可以把处理过程的存储办法应用到处此，可以把处理过程的存储办法应用到处理分程序中。但这种做法是极为低效的。理分程序中。但这种做法是极为低效的。 一则，每逢进入一则，每逢进入 一个分程序，就照样建立一个分程序，就照样建立连接数据和连接数据和DISPLAY表表,这是不必要的。这是不必要的。 二则二则 ，当从内层分程序向外层转移时，可，当从内层分程序向外层转移时，可能同时要结束若干个分程序。能同时要结束若干个分程序。 按照过程处理办法，意味着必须一层按照过程处理办法，
20、意味着必须一层一层地通过一层地通过“返回返回” 来恢复所要到达的来恢复所要到达的那个分程序的数据区，但不能直接到达。那个分程序的数据区，但不能直接到达。例如：如果有一个从第例如：如果有一个从第5层分程序转出到达层分程序转出到达第第1层分程序的标号层分程序的标号L，虽然在第，虽然在第5层分程层分程序工作时知道序工作时知道L所属的层数，我们极易从所属的层数，我们极易从DISPLAY中获得第中获得第1层分程序的活动记录层分程序的活动记录基址（基址（SP），但是怎么知道第），但是怎么知道第1层分程序层分程序进入时的进入时的TOP呢？唯一的办法是从呢？唯一的办法是从 5,4,3和和2各层顺序退出。但这种
21、办法是很浪费各层顺序退出。但这种办法是很浪费时间的。时间的。为了解决上述问题，可采取两种措施。第为了解决上述问题，可采取两种措施。第一，对每个过程或分程序都建立有自己一，对每个过程或分程序都建立有自己的栈顶指示器的栈顶指示器TOP，代替原来仅有过程，代替原来仅有过程的栈顶指示器的栈顶指示器, 每个每个TOP的值保存在各自的值保存在各自活动记录中。这样，上述的第二个问题活动记录中。这样，上述的第二个问题便可解决。第二，不把分程序看作便可解决。第二，不把分程序看作“无无参过程参过程”，每个分程序享用包围它的那，每个分程序享用包围它的那个最近过程的个最近过程的DISPLAY。每个分程序都。每个分程序
22、都隶属于某个确定的过程，分程序的层次隶属于某个确定的过程，分程序的层次是相对于它所属的那个过程进行编号的。是相对于它所属的那个过程进行编号的。： 每个过程被当作是每个过程被当作是0层分程序。而过程体层分程序。而过程体分程序（假定是一个分程序）当作是它分程序（假定是一个分程序）当作是它所管辖的第所管辖的第1层分程序。层分程序。这样，每个过程的活动记录所含的内容有：这样，每个过程的活动记录所含的内容有：1.过程的过程的TOP值，它指向过程活动记录的值，它指向过程活动记录的栈顶位置。栈顶位置。2.连接数据，共四项：连接数据，共四项： （1)老老SP值；值；（2)返回地址；返回地址； (3)全局全局D
23、ISPAY地址；地址；（4)调用时的栈顶单元地址，老调用时的栈顶单元地址，老TOP。3. 参数个数和形式单元参数个数和形式单元 4. DISPAY表。表。5. 过程所辖的各分程序的局部数据单元。过程所辖的各分程序的局部数据单元。 对于每个分程序来说，它们包括：对于每个分程序来说，它们包括：（1)分程序的分程序的TOP值。当进入分程序时它值。当进入分程序时它含现行栈顶地址，以后，用来定义栈的含现行栈顶地址，以后，用来定义栈的新高度（分程序的新高度（分程序的TOP值）；值）；（2)分程序的局部变量，分程序的局部变量， 数组内情向量和数组内情向量和临时工作单元。临时工作单元。B ZB1T O数组B数
24、组BedB22的TOPB的内情向量B的内情向量zzB1的TOPB1的TOPDISPLAYDISPLAY形式单元m,n2形式单元m,n2连接数据连接数据A 的 TOPA 的 TOP(c)(d)(c)数组B分配之后；（d）进入分程序B22; 参数传递参数传递(1)procedure exchangel(i,j:integer);(2) var x:integer;(3) begin;(4) x:=ai; ai:=aj; aj:=x(5) end; 带有非局部变量和形参的带有非局部变量和形参的PASCAL过程过程非局变量非局变量ai和和aj的值进行交换，的值进行交换，i,j为形参（在为形参（在这里是
25、传值）这里是传值）(1)program reference(input,output);(2)var a,b:integer;(3)procedure swap(var x,y:integer);(4) var temp:integer;(5) begin (6) temp:=x;(7) x:=y;(8) y:=temp(9) end;(10)begin(11) a:=1; b:=2;(12) swap(a,b);(13) writeln(a=,a);writeln(b=,b)(14)end. 带有过程带有过程swap的的PASCAL程序程序传地址（变量参数）传地址（变量参数） 例如：过程例如
26、：过程 swap(var x,y:integer); swap(a,b）；（）；（ a,b为调用时的为调用时的实参实参 ） 调用结果调用结果a,b的值被改变。的值被改变。传值（值调用）传值（值调用）特点是对形式参数的任何运算不影响实参的值。特点是对形式参数的任何运算不影响实参的值。 例如：过程例如：过程 swap(x,y:integer); swap(a,b）；）；其结果：其结果： a,b调用前的值不改变。调用前的值不改变。传值传值的实现的实现1.形式参数当作过程的局部变量处理，即形式参数当作过程的局部变量处理，即在被调过程的活动记录中开辟了形参的在被调过程的活动记录中开辟了形参的存储空间，这
27、些存储位置即是我们所说存储空间，这些存储位置即是我们所说的形式单元（用以存放实参）。的形式单元（用以存放实参）。2.调用过程计算实参的值，并将其放在对调用过程计算实参的值，并将其放在对应形式单元开辟的空间中。应形式单元开辟的空间中。3.被调用过程执行时，就像使用局部变量被调用过程执行时，就像使用局部变量一样使用这些形式单元。一样使用这些形式单元。procedure swap( x,y:integer); var temp:integer; begin temp:=x; x:=y； y:=temp end；调用swap(a,b)过程将不会影响a和b的值。其结果等价于执行下列运算：x:=a；y:=
28、b；temp:=x；x:=y；y:=temp传地址传地址的实现的实现（call- by- reference )(call-by-address)(call-by-location) 把实在参数的地址传递给相应的形参，即把实在参数的地址传递给相应的形参，即 调用过程把一个指向实参的存储地址的指针传调用过程把一个指向实参的存储地址的指针传递给被调用过程相应的形参：递给被调用过程相应的形参：1实在参数是一个名字，或具有左值的表达式实在参数是一个名字，或具有左值的表达式-传递左值传递左值2实在参数是无左值的表达式实在参数是无左值的表达式-计算值，放入计算值，放入一存储单元，传此存储单元地址一存储单元
29、，传此存储单元地址3目标代码中，被调用过程对形参的引用变成对目标代码中，被调用过程对形参的引用变成对传递给被调用过程的指针的间接引用传递给被调用过程的指针的间接引用procedure swap( x,y:integer); var temp:integer; begin temp:=x; x:=y； y:=temp end；调用swap(i,ai)其结果等价于执行下列运算：1把i和ai的地址分别放到x和y相应的单元a1,a22(temp:=x；)temp的内容置为a1所指单元中存的内容3(x:=y;)a1所指单元的内容置为a2所指单元值4(y:=temp)a2所指单元的内容置为temp的值(1
30、)swap(x,y)(2)int *x,*y;(3) int temp;(4) temp=*x; *x=*y; *y=temp;(5)(6)main( )(7) int a=1,b=2;(8) swap(&a,&b);(9) printf(“a is now %d,b is now %dn”,a,b);(10) 在一个值调用过程中使用指针的在一个值调用过程中使用指针的C程序程序在在C程序中无传地址所以用指针实现。程序中无传地址所以用指针实现。过程调用的四元式序列过程调用的四元式序列Scallid(),EEparT1parT2parTncallid,n过程调用的四元式序列过程调用的四元式序列(1
31、)Scallid()for队列.q的每一项Pdogen(par,-,-,p);n:=n+1;gen(call,-,-,entry(id)(2)1,E把E.place排在.q的末端；(3)E过程作为参数传递三种环境：词法环境传递环境活动环境programparam(input,output);procedureb(functionh(n:integer):integer);(*)varm:integer;beginm:=3;writeln(h(2)endb;procedurec;(*)varm:integer;functionf(n:integer):integr;(&)beginf:=m+ne
32、ndf;beginm:=0;b(f)endcbegincend.(1)programparam(input,output);(2)procedureb(functionh(n:integer):integer);(3)beginwriteln(h(2)endb;(4)procedurec;(5)varm:integer;(6)functionf(n:integer):integr;(7)beginf:=m+nendf;(8)beginm:=0;b(f)endc;(9)begin(10)c(11)end图10-27嵌套过程作为参数传递值结果传递除了未建立真正的别名之外，这个机制得到的结果与引用传
33、递类似：在过程中复制和使用自变量的值，然后当过程退出时，再将参数的最终值复制回自变量的地址。因此，这个方法有时也被称为复制进，复制出，或复制存储。值结果传递与引用传递的唯一区别在于别名的表现不同。例如，在以下的代码中（C语法）：voidp(intx,inty)+x;+y;main()inta=1;p(a,a);return0;在调用p之后，若使用了引用传递，则a的值为3；若使用了值结果传递，则a的值为2。名字传递这是传递机制中最复杂的参数了。由于名字传递的思想是直到在被调用的程序真正使用了自变量（作为一个参数）之后才对这个自变量赋值，所以它还称作延尽赋值（delayedevaluation）。
34、因此，自变量的名称或是它在调用点上的结构表示取代了它对应的参数的名字。例如在代码voidp(intx)+x;中，若做了一个如p(ai)的调用时，其结果是计算+(ai)。因此，若在p中使用x之前改变i，那么它的结果就与在引用传递或在值结果传递中的不同inti;inta10;voidp(intx)+i;+x;main()i=1;a1=1;a2=2;p(ai);return0;对p的调用的结果是将a2设置为3并保持a1不变。名字传递的解释如下：在调用点上的自变量的文本被看作是它自己右边的函数，生当在被用的过程的代码中到达相应的参数名时，就要计算它。我们总是在调用程序的环境中计算自变，而总是在过程的定
35、义环境中执行过程。建立内情向量，分配内存的目标代码（n维可变数组,type-每个元素占一个字）begink:=1;n:=1;c:=0;whilek=ndobegindi:=ui-li+1;m:=m*di;c:=c*di+li;把li,ui和di填进内情向量表区；k:=k+1end;申请m个空间,令首地址为a;把n,c,type,a填进内情向量表区end赋值中数组元素的翻译AV:=EVid|id,E|EV|id,E|idE结构（记录），抽象数据类型对象类实例变量的存储结构(CIR)classparent|classparentpublicinta,b,c;|publica,b,c;publicv
36、oiddraw().;|publicvirtualvoiddraw();|.classchild:publicparent|publicd,e;|publicvoidsift();|voiddraw();堆式动态存储分配堆变量堆空间的管理策略减少碎片的技术空间的释放C+的堆变量Int*Ptr;Ptr=newint(5)；Int*ptr=newint10DeleteptrDeleteptr堆变量是可以在程序运行时根据需要随时创建或删除的变量C+的堆对象#includeClassMyclassPublic:Myclass();Myclass(intk,intj);voidSet(int,int)m
37、=k;n=j;Myclass();Private:intm,n;Myclass:Myclass()Set(0,0);CoutDefaultendl;Myclass:Myclass(intk,intj)Set(k,j);Cout“m=“mendl;Myclass:Myclass()Cout“Destructor”endl;使用new和delete的示例#includeIntmain()Cout“one”endl;Myclass*ptr1=newMyclass;Deleteptr1;Cout“two”endl;Ptr1=newMyclass(5,10);Deleteptr1;Return0;one
38、DefaltDestructortwom=5Destructor堆式动态存储分配ConstintArraySize=24;/defaultsizeClassIntArrayPublic:/operationsperformedonarraysIntArray(intsz=ArraySize);IntArray(constIntArray&);IntArray()deleteia;IntArray&operator=(constIntArray&);int&operator(int);intgetSize()returnsize;protected:/internaldatarepresenta
39、tionintsize;int*ia;IntArray()函数的实现，引入新的运算符newIntArray:IntArray（intsz)size=sz;/allocateanintegerarrayofsize/andsetiatopointtoitia=newintsize;/initializearrayfor(inti=0;is.next=memptr=mem;memptr-s.usedsize=1;memptr-s.freesize=MEMSIZE-1;for(p=memptr;(p-s.next!=memptr)&(p-s.freesizes.next);if(p-s.freesi
40、zenunits)returnNULL;/*noblockbigenough*/newp=p+p-s.usedsize;newp-s.usedsize=nunits;newp-s.freesize=p-s.freesize-nunits;newp-s.next=p-s.next;p-s.freesize=0;p-s.next=newp;memptr=newp;return(void*)(newp+1);void free (void *ap)Header*bp,*p,*prev;bp=(Header*)ap1;for(prev=memptr,p=memptr-s.next;(p!=bp)&(p
41、!=memptr);prev=p,p=p-s.next);if(p!=bp)return;/*corruptedlist,donothing*/prev-s.freesize+=p-s.usedsize+p-s.freesize;prev-s.next=p-s.next;memptr=prev;堆的自动管理-隐式存储回收在一种需要完全动态的运行时环境的语言（OO语言，函数式语言Lisp,ML)中，堆也必须类似地自动管理。自动存储器管理涉及到了前面分配的但不再使用的存储器的回收，可能是在它被分配的很久以后，而没有明确的对free的调用。这个过程称作垃圾回收（grabagecollection）。
42、垃圾回收垃圾回收程序-寻找可被引用的所有存储器并释所有未引用的存储器。在存储块不再引用时，无论是直接还是通过指针间接的引用，识别这些存储块是一项比维护堆存储的列表复杂得多的任务。方法-对malloc的调用失败，激活垃圾回收程序垃圾回收算法markandsweep隐式存储回收markandsweep算法隐式存储回收要求用户程序和支持运行的回收子程序并行工作，因为回收程序需要知道分配给用户程序的存储块何时不再使用。为了实现并行工作，在存储块中要设置回收子程序访问的信息。存储块格式：块长度访问计数标记指针用户使用空间回收过程分为两个阶段。（1）第一个阶段为标记阶段，对已分配的块跟踪程序中各指针的访问
43、路径。如果某个块被访问过，就给这个块加一个标记。（2）第二个阶段为回收阶段，所有未加标记的存储块回收到一起，并插入空闲块链表中，然后消除在存储块中所加的全部标记。面向对象的语言中的动态存储器面向对象的语言中的动态存储器面向对象的语言在运行时环境中要求特殊的机制以完成其增添的特性：对象、方法、继承以及动态联编。面向对象语言在对运行时方面的要求差异很大。Smalltalk要求与LISP相似的完全动态环境C则保持C的基于栈的环境实现对象实现对象的一个简单机制是，初始化代码将所有当前的继承特征（和方法）直接地复制到记录结构中（将方法当作代码指针）。但这样做极浪费空间。另外一种方法是在执行时将类结构的一
44、个完整的描述保存在每个点的存储器中，并由超类指针维护继承性（有时这也称作继承图（inheritancegraph）。接着同用于它的实例变量的域一起，每个对象保持一个指向其定义类的指针，通过这个类就可找到所有（局部和继承的）的方法。此时，只记录一次方法指针（在类结构中），而且对于每个对象并不将其复制到存储器中。由于是通过类继承的搜索来找到这个机制的，所以该机制还实现继承性与动态联编。其缺在于：虽然实例变量具有可预测的偏移量（正如在标准环境中的局部变量一样），方法却没有，而且它们必须由带有查询功能的符号表结构中的名字维护。这是对于诸如Smalltalk的高度动态语言的合理的结构，因为类结构可以在执
45、行中改变。C+中选择的方法将整个类结构保存在环境中，计算出每个类的可用方法的代码指针列表，并将其作为一个虚拟函数表（virtualfunctiontable）而存放在（静态）存储器。它的优点在于：可做出安排以使每个方法都有一个可预测的偏移量，而且也不再需要用一系列表查询遍历类的层次结构。现在每个对象都包括了一个指向相应的虚拟函数表而不是类结构的指针（当然，这个指针的位置必须也有可预测的偏移量）。例C+类声明：classApublic:doublex,y;voidf();virtualvoidg();classB:publicApublic:doublez;voidf();virtualvoidh();类A的一个对象应出现在存储器中（带有它的虚拟函数表）而类B的一个对象则应如下所示：xyvtpA:gB:hA:gXYvtpz
