一、字節和地址
為了更好地理解變量在內存中的存儲細節，先來認識一下內存中的“字節”和“地址”。
1.計算機中的內存是以 字節 為單位的存儲空間。內存的每一個字節都有一個唯一的編號，這個編號就稱為 地址 。就好像酒店是以房間為單位的，每個房間都有一個唯一的房號，我們根據房號就能找到對應的房間。
里面的每個小框框就代表著內存中的一個字節，白色數字就是每個字節的地址（這里采取十六進制來顯示，地址值是隨便寫的，僅作為參考，真實情況中的地址值不一定是這個），可以發現，內存中相鄰字節的地址是連續的。
2.大家都知道，一個字節有8位，所能表示的數據范圍是非常有限的，因此，范圍較大的數據就要占用多個字節，也就是說，不同類型的數據所占用的字節數是不一樣的。
二、變量的存儲
1.變量類型的作用
跟其他編程語言一樣，C語言中用 變量 來存儲計算過程使用的值，任何變量都必須先定義類型再使用。為什么一定要先定義呢？因為變量的類型決定了變量占用的存儲空間，所以定義變量類型，就是為了給該變量分配適當的存儲空間，以便存放數據。比如char類型，它是用來存儲一個字符的，一個字符的話只需要1個字節的存儲空間， 因此系統就只會給char類型變量分配1個字節，沒必要分配2個字節、3個字節乃至更多的存儲空間。
2.變量占用多少存儲空間
1> 一個變量所占用的存儲空間，不僅跟變量類型有關，而且還跟編譯器環境有關系。同一種類型的變量，在不同編譯器環境下所占用的存儲空間又是不一樣的。我們都知道操作系統是有不同位數的，比如Win7有分32位、64位，編譯器也是一樣的，也有不同位數：16位、32位、64位（Mac系統下的clang編譯器是64bit的）。由于我們是Mac系統下開發，就以64位編譯器為標準。
2> 下面的表格描述了在64位編譯器環境下，基本數據類型所占用的存儲空間，了解這些細節，對以后學習指針和數組時是很有幫助的。
3> 下面的表格描述了在不同編譯器環境下的存儲空間占用情況
3.變量示例
當定義一個變量時，系統就會為這個變量分配一定的存儲空間。
1
int
main()
2
{
3
char
a =
'
A
'
;
4
5
int
b =
10
;
6
7
return
0
;
8
}
1> 在64bit編譯器環境下，系統為變量a、b分別分配1個字節、4個字節的存儲單元。也就是說：
- 變量b中的10是用4個字節來存儲的，4個字節共32位，因此變量b在內存中的存儲形式應該是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010。
- 變量a中的'A'是用1個字節來存儲的，1個字節共8位，變量a在內存中的存儲形式是0100 0001，至于為什么'A'的二進制是這樣呢，后面再討論。
2> 上述變量a、b在內存中的存儲情況大致如下表所示：
（注："存儲的內容"那一列的一個小格子就代表一個字節，"地址"那一列是指每個字節的地址）
- 從圖中可以看出，變量b占用了內存地址從ffc1~ffc4的4個字節，變量a占用了內存地址為ffc5的1個字節。每個字節都有自己的地址，其實變量也有地址。變量存儲單元的 第一個字節的地址就是該變量的地址 。 變量a的地址是ffc5，變量b的地址是ffc1。
- 內存尋址是從大到小的 ，也就是說做什么事都會先從內存地址較大的字節開始，因此系統會優先分配地址值較大的字節給變量。由于是先定義變量a、后定義變量b，因此你會看到變量a的地址ffc5比變量b的地址ffc1大。
- 注意看表格中變量b存儲的內容，變量b的二進制 形式是：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 。由于內存尋址是從大到小的，所以是從內存地址最大的字節開始存儲數據，存放順序是ffc4 -> ffc3 -> ffc2 -> ffc1，所以把前面的0000 0000都放在ffc2~ffc4中，最后面的八位0000 1010放在ffc1中。
4.查看變量的內存地址
在調試過程中，我們經常會采取打印的方式查看變量的地址
1
#include <stdio.h>
2
3
int
main()
4
{
5
int
a =
10
;
6
printf(
"
變量a的地址是：%p
"
, &
a);
7
return
0
;
8
}
第6行中的&是一個地址運算符，&a表示取得變量a的地址。格式符%p是專門用來輸出地址的。輸出結果是：
變量a的地址是：
0x7fff5fbff8f8
這個0x7fff5fbff8f8就是變量a的內存地址
三、負數的二進制形式
1
int
main()
2
{
3
int
b = -
10
;
4
return
0
;
5
}
在第3行定義了一個整型變量，它的值是-10。-10在內存中怎樣存儲的呢？其實任何數值在內存中都是以補碼的形式存儲的。
- 正數的補碼與原碼相同。比如9的原碼和補碼都是1001
- 負數的補碼等于它正數的原碼取反后再+1。 （取反的意思就是0變1、1變0）
那么-10的補碼計算過程如下：
1> 先算出10的二進制形式 ：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
2> 對10的二進制進行取反：
1111 1111
1111 1111
1111 1111 1111 0101
3> 對取反后的結果+1： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
因此，整數-10在內存中的二進制形式是： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
四、變量的作用域
1.作用域簡介
變量的作用域就是指變量的作用范圍。先來看看下面的程序：
1
int
main()
2
{
3
int
a =
7
;
4
5
return
0
;
6
}
- 在第3行定義了一個變量a，當執行到這行代碼時，系統就會為變量a分配存儲空間
- 當main函數執行完畢，也就是執行完第5行代碼了，變量a所占用的內存就會被系統自動回收
- 因此，變量a的作用范圍是從定義它的那行開始，一直到它所在的大括號{}結束，也就是第3~6行，一旦離開這個范圍，變量a就失效了
2.代碼塊
1> 代碼塊其實就是用大括號{}括住的一塊代碼。
1
int
main()
2
{
3
{
4
int
a =
10
;
5
6
printf(
"
a=%d
"
, a);
7
}
8
9
a =
9
;
10
11
return
0
;
12
}
- 注意第3~7行的大括號，這就是一個代碼塊
- 當執行到第4行時，系統會分配內存給變量a
- 當代碼塊執行完畢，也就是執行完第6行代碼后，變量a所占用的內存就會被系統回收
- 因此，變量a的作用范圍是從定義它的那行開始，一直到它所在的大括號{}結束，也就是第4~7行，離開這個范圍，變量a就失效了
- 所以，上面的程序是編譯失敗的，第9行代碼是錯誤的，變量a在第7行的時候已經失效了，不可能在第9行使用
2> 如果是下面這種情況
1
int
main()
2
{
3
int
a =
9
;
4
5
{
6
int
a =
10
;
7
8
printf(
"
a=%d
"
, a);
9
}
10
11
return
0
;
12
}
- 注意第3、6行，各自定義了一個變量a，這種情況是沒問題的。C語言規定：在不同作用域中允許有同名變量，系統會為它們分配不同的存儲空間。
- 在第3行定義的變量a的作用域是：第3~12行；在第6行定義的變量a的作用域是：第6~9行。
- 最后注意第8行：嘗試輸出變量a的值。那這里輸出的是哪一個變量a呢？先看輸出結果：
a=
10
這里采取的是“就近原則”，也就是第8行訪問的是在第6行定義的變量a，并不是在第3行的變量a。
五、變量的初始化
變量在沒有進行初始化之前，不要拿來使用，因為它里面存儲的是一些垃圾數據
1
#include <stdio.h>
2
3
int
main()
4
{
5
int
c;
6
7
printf(
"
%d
"
, c);
8
return
0
;
9
}
注意第5行的變量c，只是定義了變量，并沒有給它賦初值。輸出結果：
1606422622
可以發現，變量c里面存儲的是一些亂七八糟的數據
更多文章、技術交流、商務合作、聯系博主
微信掃碼或搜索：z360901061
微信掃一掃加我為好友
QQ號聯系： 360901061
您的支持是博主寫作最大的動力，如果您喜歡我的文章，感覺我的文章對您有幫助，請用微信掃描下面二維碼支持博主2元、5元、10元、20元等您想捐的金額吧，狠狠點擊下面給點支持吧，站長非常感激您！手機微信長按不能支付解決辦法：請將微信支付二維碼保存到相冊，切換到微信，然后點擊微信右上角掃一掃功能，選擇支付二維碼完成支付。
【本文對您有幫助就好】元
