如何管理C語言中未聲明的實體的內存？

Question

例如：在下面的代碼中，用於比較的數字「10」如何以及在哪裏存儲？

#include<stdio.h> 
#include<conio.h> 

int main() 
{ 
    int x = 5; 
    if (x > 10) 
     printf("X is greater than 10"); 
    else if (x < 10) 
     printf("X is lesser than 10"); 
    else 
     printf("x = 10"); 
    getch(); 
    return 0; 
} 

對不起，我沒有給予足夠的細節。不是直接用'5'初始化'x'，如果我們掃描並從用戶那裏得到它，我們知道內存是如何分配給'x'的。但是，如何將內存分配給未存儲在任何變量中的文字數字「10」？

Answer 1

常量10可能存儲爲操作碼流中的立即數。發出CMP AX,10（包含在操作碼中的常數）通常比CMP AX, [BX]更小且更快，其中比較值必須從內存加載。

如果常量太大而無法放入操作碼，另一種方法是將其作爲靜態變量存儲在內存中，但如果指令集允許嵌入常量，那麼優秀的編譯器應該使用它 - 畢竟，尋址模式可能被添加，因爲它具有優於其他模式的優點。

Answer 2

在您的特定代碼中，x已初始化爲5並且從未更改過。 optimizing compiler能夠constant fold並傳播該信息。因此，它可能會產生

int main() { 
printf("X is lesser than 10"); 
getch(); 
return 0; 
} 

通知相當於編譯器也將這樣做dead code elimination。

因此，常量5和10都會消失。

^{BTW，<conio.h>和getch不在標準的C99或C11中。我的Linux系統沒有它們。}

通常（並且取決於目標處理器的instruction set和ABI）小常數通常嵌入在一些單machine code指令（如立即操作數），作爲Kilian answered。一些大的常量（例如浮點數，文字字符串，大多數const global或static數組和聚合體）可能被插入並編譯爲code segment中的只讀數據（然後機器寄存器加載指令內的常量將是地址或某些偏移量相對於PC爲PIC）;另見this。一些架構（例如SPARC，RISC-V，ARM，和其它RISC）能夠由兩個連續指令（加載在兩個部分的常數），並且該衝擊relocation格式來加載在寄存器中的寬常數linker（例如，在object files和executables，通常在ELF）。

我建議要求你的編譯器發出彙編代碼，並且瀏覽一下這個彙編代碼。如果使用GCC（例如在Linux上，或者使用Cygwin或MinGW）嘗試使用gcc -Wall -O -fverbose-asm -S進行編譯;我的Debian/Linux系統上，如果我在你的代碼替換getch通過getchar我越來越：

 .section  .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1 
.LC0: 
     .string "X is lesser than 10" 
     .text 
     .globl main 
     .type main, @function 
main: 
.LFB11: 
     .cfi_startproc 
     subq $8, %rsp  #, 
     .cfi_def_cfa_offset 16 
     movl $.LC0, %edi  #, 
     movl $0, %eax  #, 
     call printf # 
     movq stdin(%rip), %rdi  # stdin, 
     call _IO_getc  # 
     movl $0, %eax  #, 
     addq $8, %rsp  #, 
     .cfi_def_cfa_offset 8 
     ret 
     .cfi_endproc 
.LFE11: 
     .size main, .-main 
     .ident "GCC: (Debian 4.9.2-10) 4.9.2" 
     .section  .note.GNU-stack,"",@progbits 

如果您使用的是64位的Windows系統，你的架構很可能是x86-64。有大量documentation描述ISA（請參閱this的答案）和x86 calling conventions（還有Linux x86-64 ABI;您可以找到Windows的等效文檔）。

順便說一句，你不應該真的在乎這些常量是如何實現的。代碼的semantics不應更改，無論編譯器選擇如何實現它們。因此，將優化（以及這樣的低級選擇）留給編譯器（即您的C實現）。