变量 (程序设计)和指標 (電腦科學)

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

变量 (程序设计)和指標 (電腦科學)之间的区别

变量 (程序设计) vs. 指標 (電腦科學)

在程序設計中，變數（Variable，scalar）是指一個包含部分已知或未知數值或資訊（即一個值）之儲存位址，以及相對應之符號名稱（識別字）。通常使用變數名稱參照儲存值；將名稱和內容分開能讓被使用的名稱獨立於所表示的精確訊息之外。電腦原始碼中的識別字能在執行期間綁紮一個值，且該變數的值可能在程式執行期間改變。 程序設計中的變數不一定能直接對應到數學中所謂的變數之概念。在程序設計中，變數的值不一定要為方程或數學公式之一部分。程序設計中的變數可使用在一段可重復的程序：在一處賦值，然後使用於另一處，接著在一次賦值，且以相同方式再使用一次（見迭代）。程序設計中的變數通常會給定一個較長的名稱，以描述其用途；數學中的變數通常較為簡潔，只給定一、兩個字母，以方便抄寫及操作。 一個變數的儲存位址可以被不同的識別字所參照，這種情況稱之為別名。使用其中一個識別字為變數賦值，將會改變透過另一個識別字存取的值。 編譯器必須將代表變數的名稱替代成該數據所在的實際位址。變數的名稱、類型及位址通常會維持固定，但該位址所儲存之數據於程式執行期間則可能會改變。. 在计算机科学中，指標（Pointer），是程式語言中的一类数据类型及其物件或變數，用來表示或儲存一個記憶體位址，這個位址的值直接指向（points to）存在该地址的对象的值。 指標參考（reference）了記憶體中一個位址。通過被稱為指標反參考（dereferencing）的動作，可以取出在那個位址中儲存的值。保存在指標指向的位址中的值，可能代表另一個變數、結構、物件或函數。但是從指標值是無法得知它所參照的記憶體中儲存了什麼資料型別的資訊。可以打个比方，假設將電腦記憶體當成一本書，一張內容記錄了某個頁碼加上行號的便利貼，可以被當成是一個指向特定頁面的指標；根據便利貼上面的頁碼與行號，翻到那個頁面，把那個頁面的那一行文字讀出來，就相當於是對這個指標進行反參考的動作。可做一类比以增强对指针的理解：整形（integral）也是一类数据类型及其物件或變數，可定义具体的数据类型如短整形（short）、长整形（long）、超长整形（long long）、无符号整形（unsigned）等等；也可以用于称呼整形值、整形对象、整形变量等。又如，一个浮点指针（float *），可称作指向了一个浮点类型的对象。 在高級語言中，指標有效的取代了在低階語言（如匯編語言與機器碼）直接使用内存地址。但它可能只適用於合法位址之中。因為指標更貼近硬體，編譯器能夠很容易的將指標翻譯為機械碼，這使指標操作時的負擔較少，因此能夠提高程式的運作速度。 使用指標能夠簡化許多資料結構的實作，例如在遍歷字串，查取表格，控制表格及樹狀結構上。對指標進行複製，之後再解參照指標以取出資料，無論在時間或空間上，都比直接複製及存取資料本身來的經濟快速。指標表示法較為直覺，使程式的表達更為簡潔，同時也能夠提供動態機制來建立新的節點。 在程序編程（procedural programming）中，指標也被用來保存系統呼叫流程，以及動態連結資料庫（DLL）的進入點位址。在物件導向編程中，使用函數指標（Function pointer）來綁定方法（method），常見於虛擬方法表（Virtual method table）中。 但是指標本身也存在一些可被滥用之处，在存取某個資料結構時，可能會超出可用範圍，使軟體或作業系統出現異常，嚴重時可造成當機。利用指標去存取或修改非合法可取用的資料，也可能造成安全性問題。为此，C与C++语言规定指针类型为强类型，即指针值不仅是一个内存地址，同时它的数据类型说明了存在这个地址可以安全访问的地址的范围，例如，float*可以访问4个字节的内存空间，double*可以访问8个字节的内存空间。 許多程式語言中都支援某種形式的指標，最著名的是C語言，但是有些程式語言對指標的運用採取比較嚴格的限制。因為指標的機制比較簡單，其功能可以被集中重新實作成更抽象化的參照（reference）資料形別，如Java一般避免用指针，改為使用參照。.

參照

在電腦科學中，參照（reference）是指一個可以讓程式間接存取於電腦記憶體或其他儲存裝置中一特定資料的值，該數據可以為變數或記錄。 參照和資料本身不同。一般而言，參照會是資料儲存於記憶體或儲存裝置中的實體位址。因此，參照亦常被稱為該資料的指標或位址。不過，參照也被用來指資料位址和某一固定「基準」位址的偏移值，或是陣列的索引。 參照的概念和其他如關聯鍵或識別字之類用來識別特定資料項目的值不同，後者只能透過資料庫表中的尋找運算，來存取資料。 參照被廣泛用於程式設計之中，尤其是用於將大量或易變的資料有效地透過參數傳給子程式，或在不同的用途中共享此類資料。此外，參照也能指向一個包含其他資料之參照的變數或記錄，此一概念為間接定址及連結資料結構（如連結串列）之基礎。.

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值 (電腦科學)

在计算机科学中，值（Value）是一无法进一步求值的表达式。例如，表达式“1 + 2”不是一个值，因为它可以被化简为表达式“3”。表达式“3”不能够继续化简，因此它是一个值。表达式既有类型（type）属性，又有值分类（value categories）属性。两种属性彼此独立。也就是说，对每一种类型的表达式，都有各种值分类。 大多数编程语言支持几种常见的值。.

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C语言

C是一种通用的程式語言，广泛用于系统软件与应用软件的开发。于1969年至1973年間，為了移植與開發UNIX作業系統，由丹尼斯·里奇與肯·汤普逊，以B语言为基础，在贝尔实验室設計、开发出來。 C语言具有高效、灵活、功能丰富、表达力强和較高的可移植性等特点，在程式設計中备受青睐，成为最近25年使用最为广泛的编程语言。目前，C语言編譯器普遍存在於各種不同的操作系统中，例如Microsoft Windows、macOS、Linux、Unix等。C語言的設計影響了众多後來的程式語言，例如C++、Objective-C、Java、C#等。 二十世纪八十年代，為了避免各開發廠商用的C語言語法產生差異，由美國國家標準局為C語言訂定了一套完整的國際標準語法，稱為ANSI C，作為C語言的標準。二十世纪八十年代至今的有关程式開發工具，一般都支持符合ANSI C的語法。.

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編譯器

编译器（compiler），是一種電腦程式，它會將用某種程式語言寫成的原始碼（原始語言），轉換成另一種程式語言（目標語言）。 它主要的目的是將便于人编写、阅读、维护的高级计算机语言所寫作的原始碼程式，翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序，也就是執行檔。编译器将原始程序（source program）作为输入，翻译产生使用目标语言（target language）的等价程序。源代码一般为高阶语言（High-level language），如Pascal、C、C++、C# 、Java等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码（Object code），有时也称作机器代码（Machine code）。 一个现代编译器的主要工作流程如下： 源代码（source code）→ 预处理器（preprocessor）→ 编译器（compiler）→ 汇编程序（assembler）→ 目标代码（object code）→ 链接器（Linker）→ 執行檔（executables）， 最後打包好的檔案就可以給電腦去判讀執行了。.

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表示式

表示式亦称表達式、運算式或數學表達式，在數學領域中是一些符號依據上下文的規則，有限而定義良好的組合。數學符號可用於標定數字（常量）、變量、操作、函數、括號、標點符號和分組，幫助確定操作順序以及有其它考量的邏輯語法。.

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記憶體位址

在電腦運算中，記憶體位址是一種用於軟體及硬體等不同層級中的資料概念，用來存取電腦主記憶體中的資料。記憶體位址一般以固定長度之數位表示，並被視為無號整數操作。此類數字的意義和CPU的功能（如程式計數器及等），以及不同程式語言對陣列之類型的記憶體用法相關連。.

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Java

Java是一種廣泛使用的電腦程式設計語言，擁有跨平台、物件導向、泛型程式設計的特性，广泛应用于企业级Web应用开发和移动应用开发。 任職於昇陽電腦的詹姆斯·高斯林等人于1990年代初开发Java語言的雛形，最初被命名为Oak，目標設定在家用电器等小型系統的程式语言，應用在电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通訊。由于这些智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun公司放弃了该项计划。随着1990年代網際網路的发展，Sun公司看見Oak在網際網路上应用的前景，于是改造了Oak，於1995年5月以Java的名称正式发布。Java伴随着互联网的迅猛发展而发展，逐渐成为重要的网络编程语言。 Java编程语言的风格十分接近C++语言。继承了C++语言面向对象技术的核心，Java舍弃了C++语言中容易引起错误的-zh-hans:指针; zh-hant:指標;-，改以-zh-hans:引用; zh-hant:參照;-取代，同時移除了C++中的--和多重继承特性，改用接口取代，增加垃圾回收器功能。在Java SE 1.5版本中引入了泛型编程、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱特性。昇陽電腦对Java语言的解释是：「Java编程语言是个简单、面向对象、分布式、解释性、健壮、安全与系统无关、可移植、高性能、多线程和动态的语言」 Java不同於一般的编译語言或直譯語言。它首先将源代码编译成字节码，然后依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码，从而实现了“一次编写，到处运行”的跨平台特性。在早期JVM中，这在一定程度上降低了Java程序的运行效率。但在J2SE1.4.2发布后，Java的執行速度有了大幅提升。 与传统型態不同，Sun公司在推出Java時就将其作为开放的技术。全球数以万计的Java开发公司被要求所设计的Java软件必须相互兼容。“Java语言靠群体的力量而非公司的力量”是 Sun公司的口号之一，并获得了广大软件开发商的认同。这与微软公司所倡导的注重精英和封闭式的模式完全不同，此外，微软公司後來推出了与之竞争的.NET平台以及模仿Java的C#语言。後來Sun公司被甲骨文公司併購，Java也隨之成為甲骨文公司的產品。 現時，行動作業系統Android大部分的代碼採用Java 程式設計語言編程。.

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数组

在計算機科學中，陣列資料結構（array data structure），簡稱数组（Array），是由相同类型的元素（element）的集合所組成的資料結構，分配一块连续的内存来存储。利用元素的索引（index）可以计算出该元素對應的儲存地址。 最簡單的資料結構類型是一維陣列。例如，索引為0到9的32位元整數陣列，可作為在記憶體位址2000，2004，2008，...2036中，儲存10個變量，因此索引為i的元素即在記憶體中的2000+4×i位址。陣列第一個元素的記憶體位址稱為第一位址或基礎位址。 二维数组，对应于數學上的矩陣概念，可表示為二維矩形格。例如： a.

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数据结构

在计算机科学中，数据结构（data structure）是计算机中存储、组织数据的方式。 数据结构意味着介面或封装：一个数据结构可被视为两个函数之间的介面，或者是由数据类型联合组成的存储内容的访问方法封装。 大多数数据结构都由数列、记录、可辨识联合、引用等基本类型构成。举例而言，可為空的引用（nullable reference）是引用与可辨识联合的结合体，而最简单的链式结构链表则是由记录与可空引用构成。 数据结构可透过程式语言所提供的数据类型、引用及其他操作加以实现。一个设计良好的数据结构，应该在尽可能使用较少的时间与空间资源的前提下，支援各種程式執行。 不同种类的数据结构适合不同种类的应用，部分資料結構甚至是為了解決特定問題而設計出來的。例如B树即為加快樹狀結構存取速度而設計的資料結構，常被應用在資料庫和檔案系統上。 正確的数据结构選擇可以提高演算法的效率（請參考）。在電腦程式设计的過程裡，选择适当的数据结构是一項重要工作。许多大型系统的編寫经验顯示，程式設計的困难程度与最终成果的质量与表现，取决于是否选择了最適合的数据结构。 系統架構的关键因素是数据结构而非算法的見解，导致了多种形式化的设计方法与编程语言的出现。绝大多数的语言都带有某种程度上的模块化思想，透过将数据结构的具体实现封装隐藏于使用者介面之后的方法，来让不同的应用程序能够安全地重用这些数据结构。C++、Java、Python等面向对象的编程语言可使用类 (计算机科学)来達到這個目的。 因为数据结构概念的普及，现代编程语言及其API中都包含了多种預設的数据结构，例如 C++ 标准模板库中的容器、Java集合框架以及微软的.NET Framework。.

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