从 0 学习 C 语言系列：对「变量」的完整理解

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今天给大家分享的是 C 语言中非常重要的基础知识「变量」，因为写程序时时刻刻都要用到变量，所以非常有必要完整地了解它，学习的时候不要看不起这些基础的东西，要知道「勿以浮沙筑高台」，打好基础比啥都重要。

什么是变量？

变量是指：「常驻在计算机内存中需要经常改变的数据」。我们在程序中定义一个变量，在程序运行时该变量在内存中有一个独立的地址，改变变量的值就相当于重写该地址中的内容。

那如何定义一个变量呢？以定义整型变量为例：

int a = 0;

该定义表示：变量 a 是一个整型变量，顾名思义用来存储整数，且初始值为 0。

类比变量不难知道，常量就是：「常驻在内存中不变的数据」。因为当你打算定义一个常量的时候，你是不希望以后再改变它的。

那又如何定义一个常量呢？在 C 中有两种方法：

例如，定义常量 PI：

#define PI 3.14159

要注意，该定义将 PI 定义为一个「符号」，而不是一个变量，在程序中只起到「替换作用」，所以其在内存中没有地址。在编译期间，编译器会用 3.14159 来替换程序中的符号 PI，但是要注意替换过程中的副作用。

使用 const 关键字来修饰一个变量，使其成为常量，以此来告诉编译器其值不可改变，使用方法如下：

const int b = 1;

如果在该定义之后尝试修改变量 b，则编译器会报错。

我以下面这个例子来解释下变量在内存中是如何存储的：

#include <stdio.h>

int main(void) {
  int A = 65;
  printf("%c memory address = 0x%X", A, &A);

  // 调试：这里打断点
  getchar();
  return 0;
}

在 vs2013 中调试运行，记得打断点，运行结果输出变量 A 的内存地址，每个人的输出结果可能都不同，我的如下：

A memory address = 0x45FC34

我们调出内存窗口：「工具栏 -> 调试 -> 窗口 -> 内存 -> 内存 1（1）」，然后输入变量 A 的地址，选择显示 1 列，右击选择显示 4 字节整数（int），得到下面的信息：

memory

可以看到这一行：

0x0045FC34  00000041  A...

其中：

那你可能会问了，00000041 A… 为什么是反的？我们再在内存窗口右击选择 1 字节整数显示，得到下面的信息：

memory2

现在看的是不是对上了，其实这跟计算机的字节序有关，这里补充下字节序列的定义：

例如，在内存中存储 0x01020304 的 2 种方式，括号中是内存地址 0x1000 - 0x1003：

搞清楚后不难得出，「我的机器是小端字节序」，因为低位字节 0x41 存储在低位地址 0x0045FC34。

通过这个简单的分析，我们就了解了一个变量在内存中的存储方式。如果你是新手，建议你「一定要自己调试这个过程」，一定会有很大收获的。对了，如果不了解计算机内存，目前就把它看做一个「字节数组」即可，以后等你牛逼了再好好学习内存的相关知识。

定义变量时最好养成好习惯，为其初始化一个值，如果没有指定值，那就初始化为 0。如果没初始化，而恰好后面又使用了这个变量，那么在 vs 中会编译失败，例如下面这个程序：

#include <stdio.h>

int main(void) {
  int x;
  printf("x = %d", x);
  return 0;
}

编译错误信息：

main.c(5): error C4700: 使用了未初始化的局部变量「x」

没有初始化的变量，默认值是垃圾数据，在 VS 中使用变量前必须初始化，使用其他编译器的同学，自行调试看结果。

变量的命令规则没有谁错谁对，选择适合你的就行，或者公司有强制规定，那就遵守吧。我经常使用的命名规范是「Google C++ 开源项目的编程规范」，你可以参考使用。

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