本次筆記內容：
13.數據的機器表示
注：本次筆記開始，我找到了對應內容的課件，請見我於GitHub的CS筆記倉庫。因此，爲了節省時間，我只記錄老師上課強調的內容與對應ppt頁碼。
本節課對應幻燈片：彙編語言程序設計-C語言與彙編，第183頁起。
文章目錄
課程流程
數組訪問
首先是基本數據類型、數據的內存存儲基本原則、數組訪問，“一看便知”，老師沒有做講解。
在第187頁，以C語言聲明數組訪問代碼爲例，觀察其對應的彙編是怎樣的。
在第188頁，給了數組循環示例（X86-32）：從C語言到彙編語言。
在第189頁，給了指針循環示例（X86-32）：即在C中，用指針訪問數組元素，其對應彙編語言。
嵌套數組
P190，展示了嵌套數組在內存中的排布。對於靜態數組，在編譯時完全瞭解其在內存中分佈，對編譯器有利。
P191進行舉例，訪問嵌套數組中的“行”，並附有彙編代碼。編譯器儘量轉換出 leal 指令進行計算。
P192舉例訪問嵌套數組的單個元素。
Multi-Level Array
變量univ是一個指針數組，數組長度爲3，數組
元素長度爲4字節。每個指針指向一個整數數組。
那麼，這三個數組該怎麼在內存中分佈呢？
那麼，該如何訪問呢？
在地址計算時，Mem[Mem[univ+4*index]+4*dig]求取地址值。
- 首先獲得行地址；
- 再訪問改行中元素。
要注意，其與嵌套訪問數組不同。 對比可見P195。
N×N Matrix Code三種情況討論
P196討論了三種方陣的情況：N已知，N可變，使用偏移方式訪問和N可變，直接訪問（已被gcc支持）。
接着，以16×16、動態n×n矩陣爲例，進行舉例，有C與彙編代碼。
P199給出了一個優化方案的實例：如何取一列？
- C中使用循環
i不變，j爲循環變量； - 而編譯器可以對這個過程進行優化。
同理，P201給出了變長矩陣的取列操作。與上一個例子原理是相同的。
P202給了一道反彙編的練習題：本課程中比較強調反彙編的能力。
結構 struct
數組內容結束，進入結構部分P204。
結構就是連續分配的內存區域，內部元素通過名字訪問，且元素可以是不同的數據類型。
課程中所需要討論的爲：如何計算結構中元素的地址？
每個元素在結構中的相對地址在編譯時就已確定。
（結構中）數據存儲位置對齊
在實際中，不同的數據類型有不同的對齊要求。
因此要討論對齊的原則、原因、操作等。從P207開始。
對齊的原因是：計算機訪問內存一般是以內存塊爲單位的，塊的大小是地址對齊的，如4、8、16字節對齊等。如果數據訪問地址跨越“塊”邊界會引起額外的內存訪問。
編譯器的工作就是：在結構的各個元素間插入額外空間來滿足不同元素的對齊要求。
P208-209展示了x86-64下不同元素的對齊要求。
結構的存儲對齊要求
P210：
- 必須滿足結構中各個元素的對齊要求；
- 結構自身的對齊要求等同於其各個元素中對齊要
求最高的那個，設爲K字節； - 結構的起始地址與結構長度必須是K的整數倍。
從P210開始有圖形示例，告訴你“對齊”到底是怎麼回事。
大部分情況，爲了滿足對齊要求，會浪費一些 byte 。
結構自身的對齊要求
P213，結構可能要求自己必須是8過4字節的整數倍。
結構內元素不同的先後順序
順序不同，會影響空間利用，因此：儘量把double等長類型放在結構前面，以防止前一個小結構爲了對齊後一個大結構，而浪費許多空間。
P213給了很生動的例子。
自問自答：爲什麼例子的反例中，要浪費那麼多空間？我想，因爲內存是分塊的。如果v處於p+1到p+9則跨塊了，訪問時會降低效率，不妥。
之後的內容，如結構數組、聯合和練習題因爲時間原因沒有講，可見ppt。