变量如何与它们在 C 中的值相关联？答案

【问题标题】：How are variables tied to their values in C?变量如何与它们在 C 中的值相关联？
【发布时间】：2018-09-02 06:16:41
【问题描述】：

如果你有这样一行代码

int num = 4;

这会导致以下表格吗？

VARIABLE|ADDRESS   ADDRESS|VALUE
num     |0001      0001   |4

如果你要那么说

int* num_p = &num;

这会导致以下表格吗？

VARIABLE|ADDRESS   ADDRESS|VALUE
num     |0001      0001   |4
num_p   |0002      0002   |0001

然后会说

int** num_pp = &num_p;

结果如下表？

VARIABLE|ADDRESS   ADDRESS|VALUE
num     |0001      0001   |4
num_p   |0002      0002   |0001
num_pp  |0003      0003   |0002

等等？如果是这样，如果初始变量不是int 而是struct，同样的逻辑是否成立？

编辑：查看有关此问题的 cmets 以了解地址的实际外观，而不是 0001、0002、0003 方案。

编辑 2：This answer to this question 指出变量不一定必须有地址这一事实。 This answer to an earlier question 也参与其中。

【问题讨论】：

大致：是的。除了你的地址自然是无稽之谈，它们的偏移量会随着使用的变量的大小而变化。您应该编写一个程序，然后找到链接器映射文件输出，看看您的变量在哪里结束。
嗯，不完全是。许多处理器上的内存是字节可寻址的，“地址”是一个字节地址。通常，块中的地址被描述为从 0 开始，而不是 1，因此“num”将位于地址“0000”，并且由于 int var 通常占用 4/8 个字节，“num_p”将从 0004/0008 开始。
@Lundin 哦，我不知道你能做到这一点。我一定会尝试的。
@MartinJames 好的，这是有道理的。感谢您的澄清。
@NetherGranite 好吧，取决于编译器和系统，地图文件可能有意义，也可能没有意义。在某些系统上，它只显示链接器将各种 .o 文件的输出转储到何处，这并不是很有趣。

标签： c pointers variables memory

【解决方案1】：

是的，您用表格说明的内容大致正确。变量名称在编译时分配给地址。这称为“符号表”，类似于您问题中的左侧表。当程序运行时，变量名不再出现在可执行文件中，只有右边表格中的地址。

如果是这样，如果初始变量不是 int 而是 struct，同样的逻辑是否成立？

是的，struct 是一个值，因此将地址分配给变量和将值分配给该地址的工作方式相同。不同之处在于struct 可能比int 占用更多内存，具体取决于其成员。这会影响下一个变量可用的地址。

请注意，分配的地址将与某些基本内存地址发生偏移。当操作系统加载可执行文件时，它会给出这个基地址，并且可执行文件通过将偏移量添加到基地址来计算绝对内存地址。

如果您有兴趣详细了解其工作原理，可以更详细地研究编译器和操作系统。

【讨论】：

基内存地址是指内存段，对吧？
@machine_1 是的，这听起来像我的意思。自从我对这些概念做任何事情以来已经有一段时间了，所以我的术语并不准确。我也给出了一个挥手的答案，让 OP 对这里发生的事情有一个一般的、高级的想法。
您首先的描述仅适用于静态变量。函数局部变量的地址在编译时是未知的。
@M.M 你是对的，任何变量的确切物理地址在编译时都是未知的。所有地址都由编译器计算为偏移量。静态变量的地址相对于分配给程序的基地址，局部变量的地址相对于堆栈帧的开头。当然，编译器可能会优化一些变量并将它们分配给寄存器。就这个问题而言，所有这些都过于详细了。

【解决方案2】：

如果初始变量不是 int 而是一个结构体？

结构是一种类型（如 int、double、char ...）而不是变量，所以是的，您所描述的内容也将适用。

【讨论】：

【解决方案3】：

还有一点值得一提的是，变量不一定要有内存地址。

编译器可能决定对变量使用寄存器，或者地址可能在堆栈上，在这种情况下，它只是sp（堆栈指针）的偏移量。它甚至可以混合起来。一个变量的作用域和生命周期可以由编译器存储在一个寄存器中，然后在另一个寄存器中，然后在内存中移动，然后再次加载并存储在寄存器中。或者只是用一个值替换它（常量传播）或完全优化它。

【讨论】：