C/C++数据在内存中的存储方式

Posted 2021-10-23 misterxu

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• 1 内存地址
• 2 内存空间

??在学习C/C++编程语言时，免不了和内存打交道，在计算机中，我们存储有电影，文档，音乐等数据，这些数据在内存中是以什么形式存储的呢？下面做一下简单介绍。

本文是学习VIPler的博文关于内存地址和内存空间的理解之后整理的，感谢VIPler提供学习资源。

1 内存地址

??我们经常在书上或者网络上看到4位和8位的内存地址表示方法，比如0x0001或者0x00000001，为什么会有这两种区别呢？
??其实，这两种表示方法都是表示的编号为1的内存地址，都只是一个地址编号，指向（或者说）一个1字节的内存空间。
??注意一点：

计算机存储器的内存是以字节为基本单位，也即一个地址代表1个字节（8bit）的存储空间。  

??比如如下表示：

[0x0000]------>[8bit空间]
[0x0001]------>[8bit空间]
[0x0002]------>[8bit空间]
[0x0003]------>[8bit空间]
或者
[0x00000000]------>[8bit空间]
[0x00000001]------>[8bit空间]
[0x00000002]------>[8bit空间]
[0x00000003]------>[8bit空间]

??至于为什么会出现4位16进制地址0x0001和8位16进制地址0x00000001，是因为硬件所支持的寻址空间不同，有些CPU只能寻址16位（16根地址线），所以用4位十六进制表示地址就够用了。有些CPU只能寻址32位（32根地址线），所以用8位十六进制。

2 内存空间

??在计算机数据存储中，无论是代码还是数据，都会存储在硬盘中，掉电不会丢失。硬盘容量大，但是数据传输速度较慢，与CPU的运行速度不匹配，所以在运行程序或打开数据时，首先会把数据从硬盘等存储器上拷贝到数据传输速率较快的存储器上，然后再送到CPU进行处理，这个中间存储器就是内存。
（这就是为什么电脑开的进程多了，会卡，我们会想到换一个大一点的内存条。再卡就换固态硬盘。）
??内存也是一种存储器，也会有地址，这个地址就相当于家里的门牌号。
计算机把存储在存储器上的所有信息都数字化了，因为在计算机存储中都是0和1的二进制。
??下面通过两个例子进行说明：
（1） 存储汉字 “丁”，如下图：

??汉字在存储中占两个字节。计算机记住“丁”字的内存地址是0x1000（1000H）。其他的汉字也是类似的存储。
??第一行，是汉字本身，给人看的，
??第二行，是计算机在存储器中存储“丁”字的真正存储内容，0001001001110101在计算机中就代表“丁”字
??第三行，是“丁”字在计算机中的内存地址

??对于上面可以这样理解，内存地址相当于一个门牌号。一个门牌号对应的家里有卧室，厨房，卫生间，客厅等不同房间，这些就相当于一个内存地址对应的8bit内存空间。
??只有门牌号有编号，一家一个，家里的卧室等房间是没有编号的（也即没有内存地址）。
??翻译过来就是：一个内存地址对应一小块内存，这块内存存储8bit数据。

（2）汉字占两个字节，英文字母和阿拉伯数字占一个字节，以"A"为例

??理解方法与“丁”字类似。

??总结内存地址是内存中存储数据的一个标识，并不是数据本身，通过内存地址可以访问到对应内存中存储的数据。