《C语言程序设计进阶教程》一2.1值和地址

第2章

栈　内　存

2.1　值和地址

本文讲的是C语言程序设计进阶教程一2.1　值和地址,在计算机中&＃xff0c;程序和数据必须保存在叫作存储器&＃xff08;storage&＃xff09;的地方。没有存储器&＃xff0c;计算机就没有可以计算的东西。存储器可以分为易失的和非易失的。易失的存储器需要供电&＃xff0c;它只有在计算机开机的时候才能保存数据。易失的存储器通常叫作“内存”。非易失存储器可以在计算机关机或者重启的时候保存数据&＃xff0c;例如&＃xff0c;闪存或者硬盘。闪存也叫作固态硬盘或SSD。
现在一个典型的笔记本电脑会有几个GB的内存。G代表着“giga”&＃xff08;千兆&＃xff09;&＃xff0c;是公制度量系统中十亿的前缀。B代表着“byte”&＃xff08;字节&＃xff09;&＃xff0c;是一个8位的序列。每一位可以存储0或1。如果一台笔记本电脑拥有8GB的内存&＃xff0c;它就可以在内存中存储640亿位的信息。作为参照&＃xff0c;全世界的人口在2013年大概是70亿。
计算机的内存被编组成地址–值这样的关系对。这些对的作用类似于街道地址和住在那里的家庭之间的关系。考虑下面的情形&＃xff1a;
screenshot Jones一家住在One Silicon街道。
Smith一家住在Two Silicon街道。
Brown一家住在Three Silicon街道。
Taylor一家住在Four Silicon街道。
Clark一家住在Five Silicon街道。
我们可以在一张表中表达这个信息&＃xff1a;

在计算机的内存中&＃xff0c;每个位置储存的不是0就是1——就像下面一样&＃xff1a;
screenshot 0存储在第1个位置。
0存储在第2个位置。
1存储在第3个位置。
0存储在第4个位置。
1存储在第5个位置。
我们也可以用一张表来表达&＃xff1a;

程序员通常一次考虑不止一位。我们暂且可以把数据的大小放在一边。相反&＃xff0c;假定每一块数据占据着内存的一个单元。操作系统保证任何内容都有一个唯一的正数地址。地址不为零或负数。标志符NULL被定义为零地址&＃xff0c;表明是一个无效的地址。要记住计算机程序操作的所有内存位数的地址是不可能的。早期的计算机科学先驱们找到了一个绝好的解决办法&＃xff1a;创建标志符&＃xff0c;例如counter或者sum来指代内存中相关的位。如果存储在一个标志符的值在程序运行期间会发生变化&＃xff0c;这个标志符就叫作变量。标志符对于人们编写计算机程序是有意义的&＃xff0c;编译器&＃xff08;例如gcc&＃xff09;会把这些标志符转化为地址。最终的计算机程序会操作这些值&＃xff0c;并不会看到这些标志。在计算机的内存中&＃xff0c;只有地址和值。这是一个在简化编写计算机程序任务方面的主要的早期创新。下图显示了标志和地址之间的关系&＃xff1a;
screenshot
考虑下面的示例代码&＃xff1a;

标志符、地址和值在计算机内存之间的关系可能看起来像这样&＃xff1a;

程序员不需要控制内存中的地址分配——那是操作系统&＃xff08;例如Linux&＃xff09;和编译器的工作。程序员不需要知道a、b或是z的地址&＃xff0c;只需要遵守下面的规则&＃xff1a;
screenshot 每个数据片段拥有一个唯一的地址。
地址不允许是0&＃xff08;NULL&＃xff09;或是负数。
编译器能够把标志符转化为地址。