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《C语言程序设计进阶教程》一2.1 值和地址

简介: 本文讲的是《C语言程序设计进阶教程》一2.1 值和地址,本节书摘来华章计算机《C语言程序设计进阶教程》一书中的第2章,第2.1节, Intermediate C Programming[美] 陆永祥(Yung-Hsiang Lu) 著 徐东 译 译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
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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,程序和数据必须保存在叫作存储器(storage)的地方。没有存储器,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,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,例如,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”(千兆),是公制度量系统中十亿的前缀。B代表着“byte”(字节),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,它就可以在内存中存储640亿位的信息。作为参照,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:
screenshotJones一家住在One Silicon街道。
screenshotSmith一家住在Two Silicon街道。
screenshotBrown一家住在Three Silicon街道。
screenshotTaylor一家住在Four Silicon街道。
screenshotClark一家住在Five Silicon街道。
我们可以在一张表中表达这个信息:
screenshot
在计算机的内存中,每个位置储存的不是0就是1——就像下面一样:
screenshot0存储在第1个位置。
screenshot0存储在第2个位置。
screenshot1存储在第3个位置。
screenshot0存储在第4个位置。
screenshot1存储在第5个位置。
我们也可以用一张表来表达:
screenshot
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,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,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:创建标志符,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,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,编译器(例如gcc)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,并不会看到这些标志。在计算机的内存中,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:
screenshot
考虑下面的示例代码:
screenshot
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:
screenshot
程序员不需要控制内存中的地址分配——那是操作系统(例如Linux)和编译器的工作。程序员不需要知道a、b或是z的地址,只需要遵守下面的规则:
screenshot每个数据片段拥有一个唯一的地址。
screenshot地址不允许是0(NULL)或是负数。
screenshot编译器能够把标志符转化为地址。

原文标题:《C语言程序设计进阶教程》一2.1 值和地址

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