計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)都必須放在內(nèi)存中，不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)不一樣，例如 int 占用4個(gè)字節(jié)，char 占用1個(gè)字節(jié)。為了正確地訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，必須為每個(gè)字節(jié)都編上號(hào)碼，就像門(mén)牌號(hào)、身份證號(hào)一樣，每個(gè)字節(jié)的編號(hào)是唯一的，根據(jù)編號(hào)可以準(zhǔn)確地找到某個(gè)字節(jié)。

下圖是 4G 內(nèi)存中每個(gè)字節(jié)的編號(hào)（以十六進(jìn)制表示）：

我們將內(nèi)存中字節(jié)的編號(hào)稱(chēng)為地址（Address）或指針（Pointer）。地址從 0 開(kāi)始依次增加，對(duì)于 32 位環(huán)境，程序能夠使用的內(nèi)存為 4GB，最小的地址為 0，最大的地址為 0XFFFFFFFF。

下面的代碼演示了如何輸出一個(gè)地址：

#include <stdio.h>
int main(){
 int a = 100;
 char str[20] = "c.biancheng.net";
 printf("%#X, %#X\n", &a, str);
 return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

0X28FF3C, 0X28FF10

%#X表示以十六進(jìn)制形式輸出，并附帶前綴0X。a 是一個(gè)變量，用來(lái)存放整數(shù)，需要在前面加&來(lái)獲得它的地址；str 本身就表示字符串的首地址，不需要加&。

一切都是地址

C語(yǔ)言用變量來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用函數(shù)來(lái)定義一段可以重復(fù)使用的代碼，它們最終都要放到內(nèi)存中才能供 CPU 使用。

數(shù)據(jù)和代碼都以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)無(wú)法從格式上區(qū)分某塊內(nèi)存到底存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)還是代碼。當(dāng)程序被加載到內(nèi)存后，操作系統(tǒng)會(huì)給不同的內(nèi)存塊指定不同的權(quán)限，擁有讀取和執(zhí)行權(quán)限的內(nèi)存塊就是代碼，而擁有讀取和寫(xiě)入權(quán)限（也可能只有讀取權(quán)限）的內(nèi)存塊就是數(shù)據(jù)。

CPU 只能通過(guò)地址來(lái)取得內(nèi)存中的代碼和數(shù)據(jù)，程序在執(zhí)行過(guò)程中會(huì)告知 CPU 要執(zhí)行的代碼以及要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)的地址。如果程序不小心出錯(cuò)，或者開(kāi)發(fā)者有意為之，在 CPU 要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)給它一個(gè)代碼區(qū)域的地址，就會(huì)發(fā)生內(nèi)存訪問(wèn)錯(cuò)誤。這種內(nèi)存訪問(wèn)錯(cuò)誤會(huì)被硬件和操作系統(tǒng)攔截，強(qiáng)制程序崩潰，程序員沒(méi)有挽救的機(jī)會(huì)。

CPU 訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)需要的是地址，而不是變量名和函數(shù)名！變量名和函數(shù)名只是地址的一種助記符，當(dāng)源文件被編譯和鏈接成可執(zhí)行程序后，它們都會(huì)被替換成地址。編譯和鏈接過(guò)程的一項(xiàng)重要任務(wù)就是找到這些名稱(chēng)所對(duì)應(yīng)的地址。

假設(shè)變量 a、b、c 在內(nèi)存中的地址分別是 0X1000、0X2000、0X3000，那么加法運(yùn)算c = a + b;將會(huì)被轉(zhuǎn)換成類(lèi)似下面的形式：

0X3000 = (0X1000) + (0X2000);

( )表示取值操作，整個(gè)表達(dá)式的意思是，取出地址 0X1000 和 0X2000 上的值，將它們相加，把相加的結(jié)果賦值給地址為 0X3000 的內(nèi)存

變量名和函數(shù)名為我們提供了方便，讓我們?cè)诰帉?xiě)代碼的過(guò)程中可以使用易于閱讀和理解的英文字符串，不用直接面對(duì)二進(jìn)制地址，那場(chǎng)景簡(jiǎn)直讓人崩潰。

需要注意的是，雖然變量名、函數(shù)名、字符串名和數(shù)組名在本質(zhì)上是一樣的，它們都是地址的助記符，但在編寫(xiě)代碼的過(guò)程中，我們認(rèn)為變量名表示的是數(shù)據(jù)本身，而函數(shù)名、字符串名和數(shù)組名表示的是代碼塊或數(shù)據(jù)塊的首地址。

關(guān)于程序內(nèi)存、編譯鏈接、可執(zhí)行文件的結(jié)構(gòu)以及如何找到名稱(chēng)對(duì)應(yīng)的地址，我們將在《C語(yǔ)言?xún)?nèi)存》和《C語(yǔ)言模塊化開(kāi)發(fā)》專(zhuān)題中深入探討。

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