C语言中不同变量的访问方式 C语言中的变量大致可以分为全局变量，局部变量，堆变量和静态局部变量，这些不同的变量存储在不同的位置，有不同的生命周期。一般程序将内存分为数据段、代码段、栈段、堆段，这几类变量存储在不同的段中，造成了它们有不同的生命周期。全局变量全局变量的生命周期是整个程序的生命周期，随着程序的运行而存在，随着程序的结束而消亡，全局变量位于程序的数据段。每个应用程序有4GB的虚拟地址空间，在程序开始时系统将这个程序加载到内存中，为其分配内存，这个时候，会根据程序文件的内容，为全局变量分配内存，并为之进行初始化，当程序的生命周期结束时，系统回收进程所消耗的资源，这个时候，全局变量所占的内存被销毁。下面来看一段具体的代码：int i= 0; int main(int argc, char* argv[]) { printf("%d\n", i); return 0; }11: printf("%d\n", i); 00401268 mov eax,[i (00432e24)] 0040126D push eax 0040126E push offset string "%d\n" (0042e01c)从上述的汇编代码中可以看到，i所对应的地址为0x00432e24，在调用全局变量时，使用的是一个具体的地址，但是并没有看对应初始化i变量的反汇编代码，这是因为在程序开始运行之前，在准备进程环境的时候就为i分配的了存储空间，并进行了初始化。另外在使用时采用的是直接寻址的方式，并没有用寄存器来进行间接寻址，从这点上来看，i变量的地址不会随着程序的运行而改变，这个地址一直可以使用，所以全局变量的生命周期与程序的生命周期相同。静态变量静态变量有两个作用，一是将变量名所能使用的区域限定在对应位置，比如我们在一个函数中定义了一个静态变量，那么久只能在这个函数中使用这个变量，二是静态变量的生命周期是全局的，不会随着堆栈环境的改变而改变，下面是一个简单的例子int Func() { static int i = 0; i++; return i; } int main() { printf("%d\n", Func()); printf("%d\n", Func()); return 0; }9: static int i = 0; 10: i++; 00401268 mov eax,[_Ios_init+3 (00433e24)] 0040126D add eax,1 00401270 mov [_Ios_init+3 (00433e24)],eax 11: return i; 上面的汇编代码也采用的是直接寻址的方式，而这个静态变量的地址为0x433e24，与上面的全局变量的地址进行比较，我们可以看出，其实它也是在全局作用域的，在初始化时也没有发现有任何的初始化代码，所以我们可以说，它的生命周期也是全局的，但是由于static将其可见域限定在函数中，所以在函数外不能通过这个变量名来访问这块内存区域。局部静态变量的工作方式上面说到局部静态变量的生命周期不随函数的结束而结束，不管进入函数多少次，局部静态变量只有一个内存地址，而且只初始化一次，具体编译器是如何做到的，将用下面这一段代码来说明：int test(int n) { static int i = n; return i; } int main(int argc, char* argv[]) { for (int i = 0; i < 5; i++) { printf("%d\n", test(i)); } return 0; }12: static int i = n; 00401268 xor eax,eax 0040126A mov al,[`test'::`2'::$S25 (00433e24)];用一个字节存储了一个标志位 0040126F and eax,1 00401272 test eax,eax 00401274 jne test+3Eh (0040128e);当该标志位为1则表明进行了初始化，直接跳过初始化的步骤 00401276 mov cl,byte ptr [`test'::`2'::$S25 (00433e24)] 0040127C or cl,1;没有进行初始化的话，先初始化然后将标志位赋值为1 0040127F mov byte ptr [`test'::`2'::$S25 (00433e24)],cl 00401285 mov edx,dword ptr [ebp+8] 00401288 mov dword ptr [__pInconsistency+39Ch (00433e20)],edx 13: return i; 0040128E mov eax,[__pInconsistency+39Ch (00433e20)]在上面这段代码中我们企图多次对静态变量进行初始化，但是通过运行程序最终得到的结果都是一样的，上述的代码并没有改变静态变量的值，通过查看汇编代码我们可以看到，编译器在处理局部静态变量时多用了一个字节的内存保存了一个标志位，当该静态变量进行了初始化的时候，就跳过初始化的代码，否则进行初始化并将标志位赋相应的值。局部变量局部变量，的生命周期随着函数的调用而存在，当函数结束时它的生命周期就结束了。在我的上一篇将函数的博客中，已经说明了它寻址方式和生命周期。在函数调用时，会首先根据函数中局部变量所占的空间，初始化栈环境，并对这些局部变量进行初始化，当函数调用完成后，会首先回收栈环境，这样局部变量所在的内存被回收，用于下一个函数调用或者用作其他用途，因为栈是动态变化的，为了防止使用不当造成程序错误，所以在函数外是不能使用函数中定义的局部变量。另外一个需要说明的就是在语句块内的局部变量，它的生命周期只在语句块中，但是真实的情况是，它所在的内存与局部变量相同，都是在函数栈中，它的生命周期只在语法层面上进行限制。堆变量堆变量需要程序员自己申请并释放，需要程序员自己管理，程序不会自动管理这些内存，当调用malloc或者new 的时候，系统分配一块内存，直到调用free 或者delete的时候才释放。

IF和SWITCH的原理 在C语言中，if和switch是条件分支的重要组成部分。ifif的功能是计算判断条件的值，根据返回的值的不同来决定跳转到哪个部分。值为真则跳转到if语句块中，否则跳过if语句块。下面来分析一个简单的if实例：if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); } if (argc <= 0) { printf("argc <= 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);它对应的汇编代码如下：9: if(argc > 0) cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Bh (0040103b) ;argc <= 0就跳转到下一个if处 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (0042003c) call printf (00401090) add esp,4 12: } 13: if (argc <= 0) ;argc > 0跳转到后面的printf语句输出argc的值 0040103B cmp dword ptr [ebp+8],0 0040103F jg main+3Eh (0040104e) 14: { 15: printf("argc <= 0\n"); push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) call printf (00401090) 0040104B add esp,4 16: } 17: printf("argc = %d\n", argc); 0040104E mov eax,dword ptr [ebp+8] push eax push offset string "argc = %d\n" (0042001c) call printf (00401090) 0040105C add esp,8根据汇编代码我们看到，首先执行第一个if中的比较，jle表示当cmp得到的结果≤0时会进行跳转，第二个if在汇编中的跳转条件是＞0，从这个上面可以看出在代码执行过程当中if转换的条件判断语句与if的判断结果时相反的，也就是说cmp比较后不成立则跳转，成立则向下执行。同时每一次跳转都是到当前if语句的下一条语句。if ...else下面来看看if...else...语句的跳转。if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); }else { printf("argc <= 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);它所对应的汇编代码如下：00401028 cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Dh (0040103d) ;条件不满足则跳转到else语句块中 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (0042003c) 00401033 call printf (00401090) 00401038 add esp,4 12: }else 0040103B jmp main+3Ah (0040104a);如果执行if语句块就会执行这条语句跳出else语句块 13: { 14: printf("argc <= 0\n"); 0040103D push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 00401042 call printf (00401090) 00401047 add esp,4 15: } 16: printf("argc = %d\n", argc); 0040104A mov eax,dword ptr [ebp+8]上述的汇编代码指出，对于if...else..语句，首先进行条件判断，if表达式为真，则继续执行if快中的语句，然后利用jmp跳转到else语句块外，否则会利用jmp跳转到else语句块中，然后依次执行其后的每一句代码。if ... else if... else最后再来展示if...else if...else这种分支结构：if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); }else if(argc < 0) { printf("argc < 0\n"); }else { printf("argc == 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);汇编代码如下：9: if(argc > 0) 00401028 cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Dh (0040103d);条件不满足则会跳转到下一句else if中 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (00420f9c) 00401033 call printf (00401090) 00401038 add esp,4 12: }else if(argc < 0) 0040103B jmp main+4Fh (0040105f) ;当上述条件符合则执行这条语句跳出分支外，跳转的地址正是else语句外的printf语句 0040103D cmp dword ptr [ebp+8],0 00401041 jge main+42h (00401052) 13: { 14: printf("argc < 0\n"); 00401043 push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 00401048 call printf (00401090) 0040104D add esp,4 15: }else 00401050 jmp main+4Fh (0040105f) 16: { 17: printf("argc == 0\n"); 00401052 push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 00401057 call printf (00401090) 0040105C add esp,4 18: } 19: printf("argc = %d\n", argc); 0040105F mov eax,dword ptr [ebp+8]通过汇编代码可以看到对于这种结构，会依次判断每个if语句中的条件，当有一个满足，执行完对应语句块中的代码后，会直接调转到分支结构外部，当前面的条件都不满足则会执行else语句块中的内容。这个逻辑结构在某些情况下可以利用if  return if return 这种结构来替代。当某一条件满足时执行完对应的语句后直接返回而不执行其后的代码。一条提升效率的做法是将最有可能满足的条件放在前面进行比较，这样可以减少比较次数，提升效率。switchswitch是另一种比较常用的多分支结构，在使用上比较简单，效率上也比if...else if...else高，下面将分析switch结构的实现switch(argc) { 　　case 1: 　　　　printf("argc = 1\n"); 　　　　break; 　　case 2: 　　　　printf("argc = 2\n"); 　　　　break; 　　　case 3: 　　　　printf("argc = 3\n"); 　　　　break; 　　　case 4: 　　　　printf("argc = 4\n"); 　　　　break; 　　　case 5: 　　　　printf("argc = 5\n"); 　　　　break; 　　　case 6: 　　　　printf("argc = 6\n"); 　　　　break; 　　　default: 　　　　printf("else\n"); 　　　　break; }对应的汇编代码如下:0040B798 mov eax,dword ptr [ebp+8] ;eax = argc 0040B79B mov dword ptr [ebp-4],eax 0040B79E mov ecx,dword ptr [ebp-4] ;ecx = eax 0040B7A1 sub ecx,1 0040B7A4 mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040B7A7 cmp dword ptr [ebp-4],5 0040B7AB ja $L544+0Fh (0040b811) ;argc 》 5则跳转到default处，至于为什么是5而不是6，看后面的说明 0040B7AD mov edx,dword ptr [ebp-4] ;edx = argc 0040B7B0 jmp dword ptr [edx*4+40B831h] 11: case 1: 12: printf("argc = 1\n"); 0040B7B7 push offset string "argc = 1\n" (00420fc0) 0040B7BC call printf (00401090) 0040B7C1 add esp,4 13: break; 0040B7C4 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 14: case 2: 15: printf("argc = 2\n"); 0040B7C6 push offset string "argc = 2\n" (00420fb4) 0040B7CB call printf (00401090) 0040B7D0 add esp,4 16: break; 0040B7D3 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 17: case 3: 18: printf("argc = 3\n"); 0040B7D5 push offset string "argc = 3\n" (00420fa8) 0040B7DA call printf (00401090) 0040B7DF add esp,4 19: break; 0040B7E2 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 20: case 4: 21: printf("argc = 4\n"); 0040B7E4 push offset string "argc = 4\n" (00420f9c) 0040B7E9 call printf (00401090) 0040B7EE add esp,4 22: break; 0040B7F1 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 23: case 5: 24: printf("argc = 5\n"); 0040B7F3 push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 0040B7F8 call printf (00401090) 0040B7FD add esp,4 25: break; 0040B800 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 26: case 6: 27: printf("argc = 6\n"); 0040B802 push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 0040B807 call printf (00401090) 0040B80C add esp,4 28: break; 0040B80F jmp $L544+1Ch (0040b81e) 29: default: 30: printf("else\n"); 0040B811 push offset string "argc = %d\n" (0042001c) 0040B816 call printf (00401090) 0040B81B add esp,4 31: break; 32: } 33: 34: return 0; 0040B81E xor eax,eax上面的代码中并没有看到像if那样，对每一个条件都进行比较，其中有一句话 “jmp dword ptr [edx*4+40B831h]” 这句话从表面上看应该是取数组中的元素，再根据元素的值来进行跳转,而这个元素在数组中的位置与eax也就是与argc的值有关，下面我们跟踪到数组中查看数组的元素值：0040B831 　　B7 B7 40 00 　　　　　　　　 0040B835 　　C6 B7 40 00 0040B839 　　D5 B7 40 00  0040B83D 　　E4 B7 40 00  0040B841 　　F3 B7 40 00  0040B845 　　02 B8 40 00通过对比可以发现0x0040b7b7是case 1处的地址，后面的分别是case 2、case 3、case 4、case 5、case 6处的地址，每个case中的break语句都翻译为了同一句话“jmp $L544+1Ch (0040b81e)”，所以从这可以看出，在switch中，编译器多增加了一个数组用于存储每个case对应的地址，根据switch中传入的整数在数组中查到到对应的地址，直接通过这个地址跳转到对应的位置，减少了比较操作，提升了效率。编译器在处理switch时会首先校验不满足所有case的情况，当这种情况发生时代码调转到default或者switch语句块之外。然后将传入的整数值减一（数组元素是从0开始计数）。最后根据参数值找到应该跳转的位置。上述的代码case是从0~6依次递增，这样做确实可行，但是当我们在case中的值并不是依次递增的话会怎样？此时根据不同的情况编译器会做不同的处理。一般任然会建立这样的一个表，将case中出现的值填写对应的跳转地址，没有出现的则将这个地址值填入default对应的地址或者switch语句结束的地址，比如当我们上述的代码去掉case 5， 这个时候填入的地址值如下图所示：如果每两个case之间的差距大于6，或者case语句数小于4则不会采取这种做法，如果再采用这种方式，那么会造成较大的资源消耗。这个时候编译器会采用索引表的方式来进行地址的跳转。下面有这样一个例子：switch(argc) { case 1: printf("argc = 1\n"); break; case 2: printf("argc = 2\n"); break; case 5: printf("argc = 5\n"); break; case 6: printf("argc = 6\n"); break; case 255: printf("argc = 255\n"); default: printf("else\n"); break; }它对应的汇编代码如下：0040B798 mov eax,dword ptr [ebp+8] 0040B79B mov dword ptr [ebp-4],eax 0040B79E mov ecx,dword ptr [ebp-4] ;到此eax = ecx = argc 0040B7A1 sub ecx,1 0040B7A4 mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040B7A7 cmp dword ptr [ebp-4],0FEh 0040B7AE ja $L542+0Dh (0040b80b) ;当argc > 255则跳转到default处 0040B7B0 mov eax,dword ptr [ebp-4] 0040B7B3 xor edx,edx 0040B7B5 mov dl,byte ptr (0040b843)[eax] 0040B7BB jmp dword ptr [edx*4+40B82Bh] 11: case 1: 12: printf("argc = 1\n"); 0040B7C2 push offset string "argc = 1\n" (00420fb4) 0040B7C7 call printf (00401090) 0040B7CC add esp,4 13: break; 0040B7CF jmp $L542+1Ah (0040b818) 14: case 2: 15: printf("argc = 2\n"); 0040B7D1 push offset string "argc = 3\n" (00420fa8) 0040B7D6 call printf (00401090) 0040B7DB add esp,4 16: break; 0040B7DE jmp $L542+1Ah (0040b818) 17: case 5: 18: printf("argc = 5\n"); 0040B7E0 push offset string "argc = 5\n" (00420f9c) 0040B7E5 call printf (00401090) 0040B7EA add esp,4 19: break; 0040B7ED jmp $L542+1Ah (0040b818) 20: case 6: 21: printf("argc = 6\n"); 0040B7EF push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 0040B7F4 call printf (00401090) 0040B7F9 add esp,4 22: break; 0040B7FC jmp $L542+1Ah (0040b818) 23: case 255: 24: printf("argc = 255\n"); 0040B7FE push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 0040B803 call printf (00401090) 0040B808 add esp,4 25: default: 26: printf("else\n"); 0040B80B push offset string "argc = %d\n" (0042001c) 0040B810 call printf (00401090) 0040B815 add esp,4 27: break; 28: } 29: 30: return 0; 0040B818 xor eax,eax这段代码与上述的线性表相比较区别并不大，只是多了一句 “mov dl,byte ptr (0040b843)[eax]”  这似乎又是一个数组，通过查看内存可以知道这个数组的值分别为：00 01 05 05 02 03 05 05 ... 04，下一句根据这些值在另外一个数组中查找数据，我们列出另外一个数组的值：C2 B7 40 00 　　D1 B7 40 00　　E0 B7 40 00　　EF B7 40 00　　FE B7 40 00　　0B B8 40 00通过对比我们发现，这些值分别是每个case与default入口处的地址，编译器先查找到每个值在数组中对应的元素位置，然后根据这个位置值再在地址表中从、找到地址进行跳转，这个过程可以用下面的图来表示：这样通过一个每个元素占一个字节的表，来表示对应的case在地址表中所对应的位置，从而跳转到对应的地址，这样通过对每个case增加一个字节的内存消耗来达到，减少地址表对应的内存消耗。在上述的汇编代码中，是利用dl寄存器来存储对应case在地址表中项，这样就会产生一个问题，当case 值大于 255，也就是超出了一个字节的，超出了dl寄存器的表示范围时，又该如何来进行跳转这个时候编译器会采用判定树的方式来进行判定，在根节点保存的是所有case值的中位数， 左子树都是大于这个大于这个值的数，右字数是小于这个值的数，通过每次的比较来得到正确的地址。比如下面的这个判定树：首先与10进行比较，根据与10 的大小关系进入左子树或者右子树，再看看左右子树的分支是否不大于3，若不大于3则直接转化为对应的if...else if... else结构，大于3则检测分支是否满足上述的优化条件，满足则进行对应的地址表或者索引表的优化，否则会再次对子树进行优化，以便减少比较次数。

地址、指针与引用 计算机本身是不认识程序中给的变量名，不管我们以何种方式给变量命名，最终都会转化为相应的地址，编译器会生成一些符号常量并且与对应的地址相关联，以达到访问变量的目的。　　变量是在内存中用来存储数据以供程序使用，变量主要有两个部分构成：变量名、变量类型，其中变量名对应了一块具体的内存地址，而变量类型则表明该如何翻译内存中存储的二级制数。我们知道不同的类型翻译为二进制的值不同，比如整型是直接通过数学转化、浮点数是采用IEEE的方法、字符则根据ASCII码转化，同样变量类型决定了变量所占的内存大小，以及如何在二进制和变量所表达的真正意义之间转化。而指针变量也是一个变量，在内存中也占空间，不过比较特殊的是它存储的是其他变量的地址。在32位的机器中，每个进程能访问4GB的内存地址空间，所以程序中的地址采用32位二进制数表示，也就是一个整型变量的长度，地址值一般没有负数所以准确的说指针变量的类型应该是unsigned int 即每个指针变量占4个字节。还记得在定义结构体中可以使用该结构体的指针作为成员，但是不能使用该结构的实例作为成员吗？这是因为编译器需要根据各个成员变量的大小分配相关的内存，用该结构体的实例作为成员时，该结构体根本没有定义完整，编译器是不会知道该如何分配内存的，而任何类型的指针都只占4个字节，编译器自然知道如何分配内存。我们在书写指针变量时给定的类型是它所指向的变量的类型，这个类型决定了如何翻译所对应内存中的值，以及该访问多少个字节的内存。对指针的间接访问会先先取出值，访问到对应的内存，再根据指针所指向的变量的类型，翻译成对应的值。一般指针只能指向对应类型的变量，比如int类型的指针只能指向int型的变量，而有一种指针变量可以指向所有类型的变量，它就是void类型的指针变量，但是由于这种类型的变量没有指定它所对应的变量的类型，所以即使有了对应的地址，它也不知道该取多大内存的数据，以及如何解释这些数据，所以这种类型的指针不支持间接访问，下面是一个间接访问的例子：int main() { int nValue = 10; float fValue = 10.0f; char cValue = 'C'; int *pnValue = &nValue; float *pfValue = &fValue; char *pcValue = &cValue; printf("pnValue = %x, *pnValue = %d\n", pnValue, *pnValue); printf("pfValue = %x, *pfValue = %f\n", pfValue, *pfValue); printf("pcValue = %x, *pcValue = %c\n", pcValue, *pcValue); return 0; }下面是它对应的反汇编代码（部分）：10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: float fValue = 10.0f; 0040126F mov dword ptr [ebp-8],41200000h 12: char cValue = 'C'; 00401276 mov byte ptr [ebp-0Ch],43h 13: int *pnValue = &nValue; 0040127A lea eax,[ebp-4] 0040127D mov dword ptr [ebp-10h],eax 14: float *pfValue = &fValue; 00401280 lea ecx,[ebp-8] 00401283 mov dword ptr [ebp-14h],ecx 15: char *pcValue = &cValue; 00401286 lea edx,[ebp-0Ch] 00401289 mov dword ptr [ebp-18h],edx 16: printf("pnValue = %x, *pnValue = %d\n", pnValue, *pnValue); 0040128C mov eax,dword ptr [ebp-10h] 0040128F mov ecx,dword ptr [eax] 00401291 push ecx 00401292 mov edx,dword ptr [ebp-10h] 00401295 push edx 00401296 push offset string "pnValue = %x, *pnValue = %d\n" (00432064) 0040129B call printf (00401580) 004012A0 add esp,0Ch从上面的汇编代码可以看到指针变量会占内存空间，它们的地址分别是：[ebp - 10h] 、 [ebp - 14h]、 [ebp - 18h],在给指针变量赋值时首先将变量的地址赋值给临时寄存器，然后将寄存器的值赋值给指针变量，而通过间接访问时也经过了一个临时寄存器，先将指针变量的值赋值给临时寄存器（mov     eax,dword ptr [ebp-10h])然后通过这个临时寄存器访问变量的地址空间，得到变量值（     mov         ecx,dword ptr [eax])，由于间接访问进过了这几步，所以在效率上是比不上直接使用变量。下面是对char型变量的间接访问：004012BF mov edx,dword ptr [ebp-18h] 004012C2 movsx eax,byte ptr [edx] 004012C5 push eax首先也是将指针变量的值取出来，放到寄存器中，然后根据寄存器寻址找到变量对应的地址，访问变量。其中”bye ptr“表示只操作该地址中的一个字节。对于地址我们可以进行加法和减法操作，地址的加法主要用于向下寻址，一般用于数组等占用连续内存空间的数据结构，一般是地址加上一个数值，表示向后偏移一定的单位，指针同样也有这样的操作，但是与地址值不同的是指针每加一个单位，表示向后偏移一个元素，而地址值加1则就是在原来的基础上加上一。指针偏移是根据其所指向的变量类型来决定的，比如有下面的程序：int main(int argc, char* argv[]) { char szBuf[5] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89}; int *pInt = (int*)szBuf; short *pShort = (short*)szBuf; char *pChar = szBuf; pInt += 1; pShort += 1; pChar += 1; return 0; }它的汇编代码如下：9: char szBuf[5] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89}; 00401028 mov byte ptr [ebp-8],1 0040102C mov byte ptr [ebp-7],23h 00401030 mov byte ptr [ebp-6],45h 00401034 mov byte ptr [ebp-5],67h 00401038 mov byte ptr [ebp-4],89h 10: int *pInt = (int*)szBuf; 0040103C lea eax,[ebp-8] 0040103F mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 11: short *pShort = (short*)szBuf; 00401042 lea ecx,[ebp-8] 00401045 mov dword ptr [ebp-10h],ecx 12: char *pChar = szBuf; 00401048 lea edx,[ebp-8] 0040104B mov dword ptr [ebp-14h],edx 13: 14: pInt += 1; 0040104E mov eax,dword ptr [ebp-0Ch] 00401051 add eax,4 00401054 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 15: pShort += 1; 00401057 mov ecx,dword ptr [ebp-10h] 0040105A add ecx,2 0040105D mov dword ptr [ebp-10h],ecx 16: pChar += 1; 00401060 mov edx,dword ptr [ebp-14h] 00401063 add edx,1 00401066 mov dword ptr [ebp-14h],edx根据其汇编代码可以看出，对于int型的指针，每加1个会向后偏移4个字节，short会偏移2个字节，char型的会偏移1个，所以根据以上的内容，可以得出一个公式：TYPE P p + n = p + sizeof(TYPE) n根据上面的加法公式我们可以推导出两个指针的减法公式，TYPE p1, TYPE p2: p2 - p1 = ((int)p2 - (int)p1) / sizeof(TYPE)，两个指针相减得到的结果是两个指针之间拥有元素的个数。只有同类型的指针之间才可以相减。而指针的乘除法则没有意义，地址之间的乘除法也没有意义。引用是在C++中提出的，是变量的一个别名，提出引用主要是希望减少指针的使用，引用于指针在一个函数中想上述例子中那样使用并没有太大的意义，大量使用它们是在函数中，作为参数传递，不仅可以节省效率，同时也可以传递一段缓冲，作为输出参数来使用。这大大提升了程序的效率以及灵活性。但是在一些新手程序员看来指针无疑是噩梦般的存在，所以C++引入了引用，希望代替指针。在一般的C++书中都说引用是变量的一个别名是不占内存的，但是我通过查看反汇编代码发现引用并不是向书上说的那样，下面是一段程序及它的反汇编代码：int nValue = 10; int &rValue = nValue; printf("%d\n", rValue);10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: int &rValue = nValue; 0040126F lea eax,[ebp-4] 00401272 mov dword ptr [ebp-8],eax 12: printf("%d\n", rValue); 00401275 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401278 mov edx,dword ptr [ecx] 0040127A push edx 0040127B push offset string "%d\n" (0042e01c) 00401280 call printf (00401520)从汇编代码中可以看到，在定义引用并为它赋值的过程中，编译器其实是将变量的地址赋值给了一个新的变量，这个变量的地址是[ebp - 8h]，在调用printf函数的时候，编译器将地址取出并将它压到函数栈中。下面是将引用改为指针的情况：10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: int *pValue = &nValue; 0040126F lea eax,[ebp-4] 00401272 mov dword ptr [ebp-8],eax 12: printf("%d\n", *pValue); 00401275 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401278 mov edx,dword ptr [ecx] 0040127A push edx 0040127B push offset string "%d\n" (0042e01c) 00401280 call printf (00401520)两种情况的汇编代码完全一样，也就是说引用其实就是指针，编译器将其包装了一下，使它的行为变得和使用变量相同，而且在语法层面上做了一个限制，引用在定义的时候必须初始化，且初始化完成后就不能指向其他变量，这个行为与常指针相同。

C/C++中整数与浮点数在内存中的表示方式 ​在C/C++中数字类型主要有整数与浮点数两种类型，在32位机器中整型占4字节，浮点数分为float，double两种类型，其中float占4字节，而double占8字节。下面来说明它们在内存中的具体表现形式：整型整型变量占4字节，在计算机中都是用二进制表示，整型有无符号和有符号两种形式。无符号变量在定义时只需要在相应类型名前加上unsigned 无符号整型变量用32位的二进制数字表示，在与十进制进行转化时只需要知道计算规则即可轻松转化。需要注意的是在计算机中一般使用主机字节序，即采用“高高低低的方式”，数字高位在高地址位，低位在低地址位，例如我们有一个整数0x10203040那么它在内存中存储的格式为：04 03 02 01。有符号数将最高位表示为符号位，0为正数，1为负数其余位都表示具体的数值，对于负数采用的是补码的方式，补码的规则是用0x100000000减去这个数的绝对值，也可以简单的几位将这个数的绝对值取反加1，这样做是为了方便将减法转化为加法，在数学中两个互为相反数的和为0，比如现在有一个负数数x，那么这个x + |x| = 0这个x的绝对值是一个正数，但是用二级制表示的两个数相加不会等于0，而计算机对于溢出采用的是简单的将溢出位丢弃，所以令x + |x| = 0x100000000，这个最高位1，已经溢出，所以这个结果用四字节保存结果肯定会是0，所以最终得到的x = 0x100000000 - |x|。浮点数：早期的小数表示采用的固定小数点的方式，比如规定在32位二级制数字当中，哪几位表示整数部分，其余的表示小数部分，这样表示的数据范围有限，后来采用的是小数点浮动变化的表示方式，也就是所谓的浮点数。浮点数采用的是IEEE的表示方式，最高位表示符号位，在剩余的31位中，从左往右8位表示的是科学计数法的指数部分，其余的表示整数部分。例如我们将12.25f化为浮点数的表示方式：首先将它化为二进制表示1100.01，利用科学计数法可以表述为:1.10001 * 2^3分解出各个部分：指数部分3 + 127= 011 + 0111111、尾数数部分：10001需要注意的是：因为用科学计数法来表示的话，最高位肯定为1所以这个1不会被表示出来指数部分也有正负之分，最高位为1表示正指数，为0表示负指数，所以算出来指数部分后需要加上127进行转化。将这个转化为对应的32位二级制，尾数部分从31位开始填写，不足部分补0即：0 | 10000010 | 10001 |000000000000000000，隔开的位置分别为符号位、指数位，尾数位。因为有的浮点数没有办法完全化为二进制数，会产生一个无限值，编译器会舍弃一部分内容，也就说只能表示一个近似的数，所以在比较浮点数是否为0的时候不要用==而应该用近似表示，允许一定的误差，比如下面的代码：float fTemp = 0.0001f if(fFloat >= -fTemp && fFloat <= fTemp) { //这个是比较fFloat为0 }double类型的浮点数的编码方式与float相同，只是位数不同。double用11位表示指数部分，其余的表示尾数部分。浮点数的计算在CPU中有专门的浮点数寄存器，和对应的计算指令，在效率上比整型数据的低。在写程序的时候，我们利用变量名来进行变量的识别，但是计算机根本不认识这些变量名，计算机中采用的是直接使用地址的方式找到对应的变量，同时为了能准确找到对应的变量，编译器会生成一个结构专门用于保存变量的标识名与对应的地址，这个标识名不是我们定义的变量名，而是在此基础上添加了一些符号，如下面的例子：extern int nTemp; int main() { cout<<nTemp<<endl; }我们申明一个变量，然后在不定义它的情况下，直接使用，这个时候编译器会报错，表示找不到这个变量，报错的截图如下：我们可以看到编译器为这个变量准备的名称并不是我们所定义的nTemp，而是添加了其他标示。在声明变量的时候编译器会为它准备一个标示名称，在定义时会给它一个对应的内存地址，以后在访问这个标示的时候编译器直接去它对应的内存位置去寻找它，下面我们添加这个变量的定义代码：extern int nTemp;int nTemp = 0;int main(){cout<<nTemp<<endl; return 0;}我们查看对应的汇编代码：11: ;int nTemp = 0;00401798 mov dword ptr [ebp-4],012: ;cout<<nTemp<<endl;我们可以看到在为这个变量初始化的时候编译器是直接找到对应的地址[ebp - 4]，没有出现相关的变量名，所以说我们定义的变量名只是为了程序员能够识别，而计算机是直接采用寄存器寻址的方式来取用变量。在编译器中同时也看不到与变量类型相关的代码，编译器在使用变量是只关心它的位置，存储的值，以及如何将其中的二进制翻译为对应的内容，代码如下：int main(){int nTemp = 0x00010101; float *pFloat = (float*)&nTemp; char *pChar = (char*)&nTemp; cout<<nTemp<<endl; cout<<*pFloat<<endl; cout<<pChar<<endl; return 0;}结果如下：从这可以看出同一块内存因为编译器根据类型将它翻译为不同的内容，所展现的内容不同。​