请教一个很基础的变量内存分配问题

[yezheyu]

我声明一个整型变量 a = 10

会在栈空间开辟一块内存来存 10 这个值，假设地址是 0x002

这也就意味着变量 a 的值的地址是 0x002，那么我想问下变量 a 本身存在哪？

程序是怎么知道 0x002 这个地址在命名空间中叫 a，总该有个地方存 a 吧？

是在栈区起始位置以类似 a:0x002 这种把变量名和其值的地址放在一起存起来吗？还是其它什么机制？

最近看了很多博客，都没提到这点，有老哥帮忙解释下吗？

[happinessnch]

- a 本身存在哪？
a 只是一个代号，不需要存储，无论是解释型还是编译型，a 作为一个代号，在解释或者编译的过程中，就会履行代号的职责，替换成代替的内容。

- a 程序怎么知道 0x002 叫 a ？
a 为什么是 0x002，这个是“程序”分配给 a 的，a 是给人读的，不是给“程序”读的，对于程序员来说 a 的可读性比 0x002 好的多，是方便程序写出规模更大的程序所需要的。

- 其值的地址放在一起存起来吗？
前面说了 a 对于“程序”来说无关紧要，根本不需要存，而 0x002 则是操作系统的虚拟地址空间里的地址，虚拟地址会映射到实际的物理内存上。

[lackywind]

直接给你上一段 C++的反汇编吧，看了应该就明白了。。。

[nuk]

每个 function 都有自己的 local symbol，但是仅限栈地址，如果寄存器传值就看不到了。

[nuk]

用 readelf --dump-debug 就可以看到，这里我定义两个局部变量 x，y，调试信息里就有这两个变量相对栈指针的偏移量。
<2><4e>: Abbrev Number: 3 (DW_TAG_variable)
<4f> DW_AT_name : x
<51> DW_AT_decl_file : 1
<52> DW_AT_decl_line : 3
<53> DW_AT_type : <0x67>
<57> DW_AT_location : 2 byte block: 91 5c (DW_OP_fbreg: -36)
<2><5a>: Abbrev Number: 3 (DW_TAG_variable)
<5b> DW_AT_name : y
<5d> DW_AT_decl_file : 1
<5e> DW_AT_decl_line : 4
<5f> DW_AT_type : <0x6e>
<63> DW_AT_location : 2 byte block: 91 60 (DW_OP_fbreg: -32)

[weiwenhao]

不考虑寄存器分配的情况下， 你在函数定义了
int a = 1
int b = 2
int c = 3

实际上就是。
mov 1 => EBP+4 字节
mov 2 => EBP+8 字节
mov 3 => EBP+12 字节

在编译阶段就已经确定了，a = EBP + 4 , b = EBP + 8....了

gcc -s main.c 可以看到

[iOCZ]

其实栈底和栈顶限制了栈的区域，所谓的本地变量的地址也只是汇编中写死的栈顶-offset 值而已

[mxT52CRuqR6o5]

就比如 ebp-0x0004 这个地址就是 a 的地址，所有用到 a 的地方就都直接用 ebp-0x0004，汇编层面就没有变量 a 这个概念了

[icyalala]

一般来说，在未优化的编译下，这种变量是放在函数的栈帧 (Stack Frame) 里的。
但实际编译优化后，根据你的使用方法，甚至可以被优化为一条 lea 指令，所以不要在这里纠结了。
多试试： https://godbolt.org/z/5v9MW6d78

[netwjx]

楼主需要补课了 编译原理

[Kasumi20]

这是魔怔了，建议学一下汇编语言

[dangyuluo]

你是想知道编译器（链接器）是怎么知道 a 这个符号对应哪个内存地址的？用 objdump 看看 ELF 的符号表就知道了

[Feep]

1.变量 a 就存在以地址 0x002 为起始地址的一片内存上，这片空间的大小由声明 /定义的变量类型决定。
2.计算机执行程序不需要知道变量的名字，只需要对象的地址。编译器会把变量名和地址操作翻译成汇编指令，实际上经过编译后的汇编代码已经没有变量名信息了。
3.不知道怎么解释了……因为内存的栈区不存变量名。
发现有什么不对的地方请老哥们帮忙纠正。

[FrankFang128]

看一下《编译原理》比较好，a 在 AST 里存在，但最后执行的时候可能有 a，也可能没有。

[zxCoder]

反对楼上动不动就让人看编译原理的。。。。

这玩意跟编译原理没啥关系，这个问题在初学 c/c++这种语言的时候很常见

特别是如果先学了 java，思想更难掰过来，不过仔细思考一下应该就能理解了

[3dwelcome]

我怎么感觉，局部变量都是每一次进入函数体后，动态赋值的呢。

也就程序编译后，有一个只读数据区，专门存不变的数值，比如楼主的 10 。

运行时，程序把 10 从只读数据区取出来，动态复制到 0x002 这个位置。而 0x002 这种地址，每次调用函数都会变，gcc 是通过_alloc 函数，动态分配内存的(通过修改 ESP 偏移)。

[3dwelcome]

试了 28 楼的在线编译器，怎么和我本地的 clang 结果不一样呢？

我的只要函数体内局部变量稍大，有栈大小渗出风险，都会智能通过调用_alloc 来二次优化栈空间分配函数。

而在线编译器就是暴力偏移 stack pointer，哪怕局部变量大的离谱，明显运行结果会导致栈渗出。

[libook]

我觉得这个就是编译原理的知识范畴，我自己也没有完整学过编译原理，但是之前学 Rust 的时候为了理解 stack 和 heap 的作用专门去挑了编译原理对应的章节去学习，你可以看 B 站的这个公开课，只看 9.2 章节应该就能解决你的疑惑了 https://www.bilibili.com/video/BV11t411V74n?p=41

简单来讲就是编译完成后，机器码中可能就已经用 0x002 这个地址来替代 a 这个标识符了。
然后每个作用域都有个基地址，0x002 是在这个基地址基础上的相对地址，这样你不同作用域下的 a 实际上就在不同的地址上。
再然后值可能存在 stack 上，也可能存在 heap 上，这个取决于你目前用的编译器的设计，一种简单的设计是：stack 中 0x002 这个相对地址上存储的值是 heap 上的相对起始地址、长度，然后在 heap 的这个区域里存储 0x002 的值，可以很方便地修改；当然如果这是个常量，那么 stack 上 0x002 这个相对地址可能就直接存的值。

[kop1989]

这个 a，是你起的名字，也是为了给你看的。
对于计算机而言，他不需要知道 a 叫什么。

编译的时候已经把“变量 a 等于 10”这个逻辑替换成了“栈内存第零位地址是 0xxx”（这个 0xxx 对应的是常量 10 ），任何相同类型的 10 都是这个地址。

所以你后续的比如 a++，就会翻译为“栈内存的第 0 位的地址从 0xxx 改为 0xxy”。

[kop1989]

换句话说，相同的变量的名字，其实体现在程序里就是一个相同的位置。
这个位置未见得一定在栈。

举个尴尬的例子，你点外卖的时候，你会选择地址为“公司”、“家庭”等等 tag 。
但对于外卖小哥而言，他分辨的是你住在 xx 区 xx 栋。至于说你管这个叫“公司”还是“家”，对他没有意义。而且这个 tag 对最终的外卖送达也没有任何影响。

程序也是如此，变量名只是一个 tag，并不影响最终的程序逻辑。

[xylxAdai]

一般在汇编里面直接就变成相对地址了。
在 debug 版本存在符号表的可执行文件中，可能还存在了 a 这个符号，这个符号一般在符号表内，可以自己看看这个可执行文件的内容