内存地址，指针，变量，值 - 幕后发生的事情

Question

这将是一个非常复杂的问题，但自从我开始学习指针以来，我一直非常好奇程序运行时幕后发生的事情。

据我所知，计算机内存通常被认为是一段长长的内存，均匀地划分为单个字节。当然，如下的图片唤起了这样一个比喻：

有一件事我一直想知道，内存地址本身代表什么？我确定内存地址显示为8位十六进制值（例如/ 00EB5748）并非巧合。这是为什么？

此外，当我声明变量x时，内存级别会发生什么？编译器是否只是为数据存储保留一个随机地址（对于变量类型需要多少连续地址）？

现在假设x是一个无符号整数，占用2个字节的内存（即值范围从0到65536）。当我宣布x = 12时，发生了什么？是什么让我等于12？当我绘制概念图时，我通常有一个地址框（比如说＆amp; x）指向一个似乎什么都没有的变量（x），我确信这不能完全准确地描述正在发生的事情。

在二进制级别发生了什么？地址00EB5748是否被视为111010110101011101001000并在某处或1100处存储值为12？

主要是我的困惑＆amp;好奇心源于内存地址与声明的实际值之间的关系（例如/ 12，'a'， - 355.2）。另一个例子，假设我们的地址00EB5748指向一个字符''，根据ASCII图表，它的值为115。地址是否通过在内存中翻转该位置的相应1和0来描述将值115存储为1字节的位置？

Answer 1

1. 内存地址只是内存中给定字节的位置。第零个字节位于0x00000000。十分之一在0x0000000A。第65535位为0x0000FFFF。等等。
2. 本地变量位于stack *上。在编译代码块时，编译器会计算保存所有局部变量所需的字节数，然后递增堆栈指针，以便所有变量都可以放在它下面（以及其他一些东西，如帧指针和返回地址，以及诸如此类的东西）。然后它只记得，例如，局部变量x与堆栈指针的偏移量为-2，foo位于偏移量-4，依此类推，并在下面的代码中引用这些变量时使用这些地址。
3. 由于编译器知道x在地址（堆栈指针-2），因此当你执行x = 12时，这就是设置为值12的位置。
4. 不完全确定我是否理解这个问题，但是你想要读取地址0x00EB5748的内存。 CPU中的控制单元读取指令，发现它是一个加载指令，并将地址（当然是二进制）传递给加载/存储单元，以及一些其他垃圾，例如要读取的字节数。然后LSU将该地址发送到某个内存（可能是L1缓存），并在一段时间后返回值12。然后，这些数据可用于放入寄存器，或发送给ALU进行算术运算等等。
5. 这似乎是准确的，是的。回到第一个问题，地址只是“内存中的字节数0xWHATEVER”。

希望这至少澄清了一些事情。

*我也应该解释堆栈。堆栈是为局部变量（以及其他一些东西）保留的内存的一部分。它从内存中的固定位置开始，并停在包含在称为堆栈指针的特殊寄存器中的内存地址处。首先，堆栈为空，因此堆栈指针只包含堆栈的开头。当您在堆栈上放置更多数据时，SP会递增。这意味着您可以随时将更多数据放在SP上的地址，然后递增SP，以便再次通过该地址的任何内容都是空闲内存。

Answer 2

打开任何书。你会看到页面。每个页面都有一个数字。连续页面按连续编号编号。你有编号页面的混淆吗？我想不是。那你就不应该混淆计算机内存。 书籍是计算机时代之前的主要记忆存储设备。计算机存储器从书籍中得出基本概念：书籍有页面 - ＆gt;计算机存储器有存储单元，书有页码 - ＆gt;计算机内存有内存地址。

• 有一件事我一直想知道，内存地址本身代表什么？

号。每个存储单元都有数字，就像书中的每一页一样。

• 此外，当我声明变量x时，内存级别会发生什么？编译器是否只是为数据存储保留一个随机地址（对于变量类型需要多少连续地址）？

内存管理器标记一些占用的内存单元，并将第一个保留单元的地址告知编译器。编译器将变量的名称和类型与此地址相关联。 （这张照片来自我的头，可能不准确。）

• 当我宣布x = 12时，发生了什么事？

当您声明变量x时，会为此变量保留内存单元格。现在你将12写入这些存储单元。请注意，12以某种方式进行二进制编码，具体取决于变量x的类型。如果x是unsigned int，它占用2个内存单元格，那么一个单元格将包含0，其他将包含12.因为12的二进制整数表示是

0000 0000 0000 1100
|_______| |_______|
  cell      cell  

如果12是浮点数，它将以其他方式编码。