阅读《程序是怎样运行的》第四章

第四章主要是熟练使用有棱有角的内存。在之前的文章中提到内存，其实内存的物理机制是很简单的。接下来就来说说它为什么简单吧。内存实际上是一种名为内存IC的电子元件。虽然内存IC包括 DRAM、SRAM、ROM等多种形式，但从外部来看，其基本机制都是一样的。内存IC中有电源、地址信号、数据信号、控制信号等用于输入输出的大量引脚(IC的引脚)，通过为其指定地址(address),来进行数据的读写。下面我们来看一下指针，指针是C语言的重要特征，但很多人都说它难以理解，甚至还有人因无法理解指针而对C语言的学习产生了很强的挫败感。指针也是一种变量，它所表示的不是数据的值，而是存储着数据的内存的地址。通过使用指针，就可以对任意指定地址的数据进行读写。虽然前面所提到的假想内存IC中仅有10位地址信号，但大家在 Windows 计算机上使用的程序通常都是32位(4字节)的内存地址。这种情况下，指针变量的长度也是32位。
下面让我们回到主题，解释一下本章标题中出现的“熟练使用有棱有角的内存”。首先，我们先来看一下内存最直接的使用方法。我们要用到数组。数组是指多个同样数据类型的数据在内存中连续排列的形式。作为数组元素的各个数据会通过连续的编号被区分开来，这个编号称为索引(index)。指定索引后，就可以对该索引所对应地址的内存进行读写操作”。而索引和内存地址的变换工作则是由编译器自动实现的。栈和队列，都可以不通过指定地址和索引来对数组的元素进行读写。需要临时保存计算过程中的数据、连接在计算机上的设备或者输入输出的数据时，都可以通过这些方法来使用内存。如果每次保存临时数据都需指定地址和索引，程序就会变得比较麻烦，因此要加以改进。栈和队列的区别在于数据出人的顺序是不同的。在对内存数据进行读写时，栈用的是LIFO(Last Input First Out,后人先出)方式，而队列用的则是FIFO(First Input First Out,先人先出)方式。如果我们在内存中预留出栈和队列所需要的空间，并确定好写人和读出的顺序，就不用再指定地址和索引了。