【黑马程序员】C语言学习笔记之变量与内存（五）

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一、字节和地址

1. 计算机中的内存是以字节为单位的存储空间。内存的每一个字节都有一个唯一的编号，这个编号就称为地址。就好像酒店是以房间为单位的，每个房间都有一个唯一的房号，我们根据房号就能找到对应的房间。
2. 一个字节有8位，所能表示的数据范围是非常有限的，因此，范围较大的数据就要占用多个字节，也就是说，不同类型的数据所占用的字节数是不一样的。

二、变量的存储

1>变量类型的作用

任何变量都必须先定义类型再使用。为什么一定要先定义呢？因为变量的类型决定了变量占用的存储空间，所以定义变量类型，就是为了给该变量分配适当的存储空间，以便存放数据。

2>变量占用多少存储空间

2.2>在64位编译器环境下，基本数据类型所占用的存储空间

2.3>不同编译器环境下的存储空间占用情况

3>变量示例

当定义一个变量时，系统就会为这个变量分配一定的存储空间。

int main()
{
     char a = 'A'; 
     
     int b = 10;
     
     return 0;
}

1> 在64bit编译器环境下，系统为变量a、b分别分配1个字节、4个字节的存储单元。也就是说：
变量b中的10是用4个字节来存储的，4个字节共32位，因此变量b在内存中的存储形式应该是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010。
变量a中的'A'是用1个字节来存储的，1个字节共8位，变量a在内存中的存储形式是0100 0001。
2> 上述变量a、b在内存中的存储情况大致如下表所示：

（注："存储的内容"那一列的一个小格子就代表一个字节，"地址"那一列是指每个字节的地址）
从图中可以看出，变量b占用了内存地址从ffc1~ffc4的4个字节，变量a占用了内存地址为ffc5的1个字节。每个字节都有自己的地址，其实变量也有地址。变量存储单元的第一个字节的地址就是该变量的地址。变量a的地址是ffc5，变量b的地址是ffc1。
内存寻址是从大到小的，也就是说做什么事都会先从内存地址较大的字节开始，因此系统会优先分配地址值较大的字节给变量。由于是先定义变量a、后定义变量b，因此你会看到变量a的地址ffc5比变量b的地址ffc1大。
注意看表格中变量b存储的内容，变量b的二进制形式是：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010。由于内存寻址是从大到小的，所以是从内存地址最大的字节开始存储数据，存放顺序是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>查看变量的内存地址

int main()
{
    int a;
    printf("a的地址是：%p", &a);
}

%p是用来输出地址的，&是取址运运算符，&a表示取出变量a的地址

三、变量的作用域

1>作用域简介

变量的作用域就是指变量的作用范围。先来看看下面的程序：

int main()
{
    int a = 7;
    
    return 0;
}

在第3行定义了一个变量a，当执行到这行代码时，系统就会为变量a分配存储空间
当main函数执行完毕，也就是执行完第5行代码了，变量a所占用的内存就会被系统自动回收
因此，变量a的作用范围是从定义它的那行开始，一直到它所在的大括号{}结束，也就是第3~6行，一旦离开这个范围，变量a就失效了

2>代码块

2.1> 代码块其实就是用大括号{}括住的一块代码。

int main()
{
    {
        int a = 10;
        
        printf("a=%d", a);
    }
    
    a = 9;
    
    return 0;
}

注意第3~7行的大括号，这就是一个代码块
当执行到第4行时，系统会分配内存给变量a
当代码块执行完毕，也就是执行完第6行代码后，变量a所占用的内存就会被系统回收
因此，变量a的作用范围是从定义它的那行开始，一直到它所在的大括号{}结束，也就是第4~7行，离开这个范围，变量a就失效了
所以，上面的程序是编译失败的，第9行代码是错误的，变量a在第7行的时候已经失效了，不可能在第9行使用

2.2> 如果是下面这种情况

int main()
{
    int a = 9;
    
    {
        int a = 10;
        
        printf("a=%d", a);
    }
    
    return 0;
}

注意第3、6行，各自定义了一个变量a，这种情况是没问题的。C语言规定：在不同作用域中允许有同名变量，系统会为它们分配不同的存储空间。
在第3行定义的变量a的作用域是：第3~12行；在第6行定义的变量a的作用域是：第6~9行。
最后注意第8行：尝试输出变量a的值。那这里输出的是哪一个变量a呢？先看输出结果：
a=10
这里采取的是“就近原则”，也就是第8行访问的是在第6行定义的变量a，并不是在第3行的变量a。

四、变量的初始化

变量在没有进行初始化之前，不要拿来使用，因为它里面存储的是一些垃圾数据

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