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变量到底是什么

第 8 集《变量到底是什么 99%的人理解错了》

开场​

听懂不算会，敲出来才算。

大家好，我是村长。

上期视频，我们聊了存储程序的思想。

记住那句话：程序指令和数据都会进内存，这是程序自动运行的基础。

本期：咱们聊变量。变量又是一个天天用，却未必真正理解的概念。

今天我就带你从底层视角，重新认识变量。

(LOGO 动画)

知识点

  • 一、老张的故事
  • 二、变量是什么
  • 三、变量的本质
  • 四、变量名啥时消失的

一、老张的故事​

这里有一个老张的故事：

Console.WriteLine("老张今年刚满18岁，大家都喊他老张");
Console.WriteLine("老张觉得这个称呼太老了，想让大家叫他小张");
Console.WriteLine("可村里人叫习惯了，还是喊他老张");
Console.WriteLine("18岁的老张就这么被叫了一辈子老张");

假如有一天，我想把“老张“改为“老李“，

“老张“这个名字在故事中一共出现了 6 次，因此，我必须手动修改 6 次。

还好，只改 6 次，还能忍。

设想：如果有几百行代码，姓名反复出现上百次

光是改名，就能改到怀疑人生。

所以，程序需要一个东西，来管理这些反复出现的数据。

解决这个问题的方法，就是使用变量。

：

string characterName = "老张";

string 表示变量的类型是字符串，characterName 是变量名，意思是“角色名字”。

赋值之后，我们就能用 characterName代替“老张”了。

string characterName = "老张";
Console.WriteLine(characterName + "今年刚满18岁，大家都喊他" + characterName);
Console.WriteLine(characterName + "觉得这个称呼太老了，想让大家叫他小张");
Console.WriteLine("可村里人叫习惯了，还是喊他" + characterName);
Console.WriteLine("18岁的" + characterName + "就这么被叫了一辈子" + characterName);

（选择第一个“老张"，接着按下快捷键Shift + Alt + ; 可以选择所有“老张“，然后把老张修改为 characterName）

点击运行，此时，读取变量characterName，拿到的还是老张。

把第一行的“老张“修改为“老李“，再运行一次，可以看到：所有地方全部改为老李了。

。

二、变量是什么​

关于变量到底是个啥？江湖上流传着很多说法：

有人说：变量是存储同类型数据的容器。

意思是：变量很像一个容器，可以存储同类型的数据。

也有人说：变量是值可以变化的量。

意思是：容器中的数据可以修改，你可以随时给它赋一个新值，把旧值覆盖掉：

age = 19;

还有人说： 变量是有名字的内存空间。

意思是：变量的本质是内存空间，你可以使用名字访问内存空间。

这句话甚至被很多教材当成标准答案。

奇奇：我觉得这三种说法都挺有道理的，难道不对吗？

村长：这些说法，并不是完全错误。

它们只是程序员站在使用的角度，告诉你变量怎么用，帮助你快速入门。

但它们都没有说到变量的本质。

所以，你会写变量，却未必真正理解变量。

理解变量，我们不能只看现象，要看 C# 官方，到底是怎么定义它的。

三、变量的本质​

奇奇：刚才的那些说法都不够本质，那变量的本质到底是什么？你直接告诉我答案吧！

村长：答案就写在 C# 语言规范（ECMA-334）的原文里，翻译成中文，只有8个字：

变量表示存储位置。

虽然只有8个字，但信息密度极高。

真正决定这 8 个字含义的，不是开头的"变量"二字，也不是后面的"存储位置"，而是中间的"表示"二字。

这两个字用的非常微妙。

“表示”不等于“是”。变量表示存储位置，不等于“变量是存储位置“。

既然变量表示存储位置，那么程序员就可以通过变量名，去访问存储位置。

如果没有变量，我们当然也可以直接使用内存地址编程。

只是那些地址既难记，又容易写错。

所以，变量存在的意义，就是让程序员不用去记那些晦涩的地址，而是通过一个有意义的名字去操作它们。

这里的“存储位置“不是抽象概念，而是一块实实在在的存储空间。

上期视频我们讲过，指令和数据都会进入内存。

但为了极致性能，编译器有时也会把数据直接丢进 CPU 的寄存器里。

所以，这里的“存储位置“大多数情况下可以理解为内存，但也可能是寄存器。

四、变量名啥时消失的​

奇奇：那是不是是说：变量名只是写代码的时候才有用，程序一旦运行起来，它就没用了吗？

村长：没错！你已经抓住重点了。变量名就是给程序员看的。 程序运行时，CPU根本不会根据变量名找数据，它只认二进制的内存地址。

奇奇： 那变量名是什么时候“消失”的呢？

村长：第一次编译后就消失了。

就在你点击“开始执行“按钮的瞬间，先后会触发两次编译：

输出窗口记录了第一次编译的整个过程，

第一次编译的主人公是：C#编译器

它把我们刚刚写的代码翻译成了中间代码，中间代码就是“半机器码“，

变量名被编译成存储编号之后，就消失了，最终，把中间代码保存在两个文件中，一个是Lesson8.dll 文件，另一个是Lesson8.exe 文件。

控制台窗口显示了第二次编译的结果：

在执行 Lesson8.exe 文件时，JIT 编译器出场了。

JIT 编译器把中间代码翻译成了二进制指令。

这时，存储编号就变成了CPU可以直接访问的二进制内存地址。

一顿操作猛如虎，最终把“老李”打印在了屏幕上。

最后，记住一句话：变量名只属于程序员；内存地址才属于计算机。第一次编译，就是两者交接工作的那一刻。

结束语​

本期视频就到这里。我是村长。

如果这个视频对你有帮助，记得点赞、收藏、关注。 感谢观看，我们下期见。