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2.1 变量的作用与含义
编程序其实就是将人类的思考过程，使用计算机语言描述出来，从而让计算机也能像人类一样去思考（计算）。人类大脑最基本的思考模式就是：将问题分解为若干个步骤，并依次计算→每计算完一个步骤，就记住这一步得到的结果→每个步骤都可能用到前面某一步的计算结果，直至完成最后一步并得到最终答案。在这个过程中，记住中间结果非常重要。
比如，当我们计算“2 2 +3 2 ”这个算式时，会将它分解为三个主要步骤：
① 计算2 2 。得到4这个中间结果并记在大脑内部的某处；
② 计算3 2 。得到9这个中间结果，也将它记在大脑某处；
③ 把在①和②中记住的两个中间结果都取出来并相加，从而得到最终结果13。
程序设计也一样。任何一个复杂的程序，都需要被分解为很多步骤，因此会产生和保存大量的中间结果。如果程序中没有保存某个步骤的结果，当需要使用它时，就不得不将该步骤重新计算一遍，这样写出来的程序代码就会变得很长，也影响效率。
案例2-1： 在图2.1所示的工作表中，存有员工张三的时薪和当月工时，二者相乘就是他的当月工资。现在，公司需要按照他的本月总工资为其发放岗位津贴、当月奖金和劳保补助，所以需要编写一个VBA程序，只要单击“计算本月福利”按钮就能把这三个金额计算并显示在单元格中。计算规则为：岗位津贴=当月工资×20%，当月奖金=当月工资×10 %，劳保补助=当月工资×5%。
图2.1 案例2-1工作表示意
按照前面讲过的Cells属性和算术运算等知识，读者可以很轻松地写出下面的程序，并将其关联到图中的按钮上，正确计算出各项应发福利。
不过在这个程序中，“Cells（4,3）* Cells（4,4）”这段代码多次出现，写起来十分烦琐耗时，也让代码显得非常冗长。这段的含义是根据C4单元格的时薪与D4单元格的本月工时计算出当月工资，以便计算各项福利金额，但是当月工资的计算其实并不需要重复出现在所有语句中。如果让大家计算，一定会先把当月工资（50×100）作为第一个步骤计算出来，得到5000这个数字，将其作为中间结果记在心里或写在纸上。然后每计算一项福利时，就找出这个数字直接使用，而不是重新计算50×100。
那么怎样修改这个程序，使它也能先计算出50×100的结果并记住，从而不必重写呢？使用“变量”就是解决这一问题的最好方法。
随便找一本计算机程序设计专业教材，都可以看到“变量”的学术定义，比如：
变量是指一个包含部分已知或未知的数值或信息（一个“值”）的内存单元，以及一个与之对应的符号名称（标识符）
。
如果读者从未学过程序设计，想必看到这段文字时会觉得不知所云。没关系，下面我们用通俗的语言解释一下变量的含义，虽然不完全精确，但足以帮助大家理解。
其实在执行案例2-1中的VBA程序时，计算机也是分解步骤并记住中间结果的。比如在执行“Cells（4,5）=Cells（4,3）* Cells（4,4）* 0.2”这一语句时，会先计算出 Cells（4,3）* Cells（4,4）的结果，再将其与0.2相乘。
那么计算机是用哪个“部件”记住这个结果的呢？就是大家经常听到的“内存（Memory，直译为‘记忆体’）”这个部件。我们可以把内存想象成由很多个“小房子”排在一起组成的“城市”，每个“小房子”里面都可以存放一个数值。在执行代码时，中间结果就存放在某个“小房子”中，如图2.2所示。
图2.2 内存空间分配示意。图中上方是一个常见的内存
不过问题在于，当计算机执行完“Cells（4,5）=Cells（4,3）* Cells（4,4）* 0.2”这一语句，得到最终结果1000（5000×0.2）并写入E5单元格之后，就自然而然地认为“5000”这个数字已经无用。所以马上就把它从内存中清除掉，腾出空间以便执行后面的计算。
因此，如果想“记住”5000这个会反复用到的重要数字，必须在内存中指定一个“房子”作为“长期居所”。这种房子的特点是：不允许计算机执行完一行代码就自作主张地把它清空，而是要保持记忆。
申请到“长期居所”后，就把程序计算出的“5000”保存到其中，并且在需要的时候直接把它调取出来使用。此外，鉴于一个程序中可能需要指定很多“长期居所”，为了便于区分，我们还要给每个“长期居所”起一个独一无二的名字。
内存中这种由我们亲自命名的“长期居所”就是“变量”。对应到前面那个专业的术语定义中就是：有标识符（起了名字）的内存单元（房子）。
理解了变量的概念，就可以修改案例2-1的代码。假如我们把保存数字5000的这个房子命名为“x”，就可以把上述代码改成下面这样：
这段程序中的“x”就是一个变量。计算机执行第一行代码时发现这是一条赋值语句，并要求用到一个名为“x”的变量，于是就先在内存中指定某个“房子”为“长期居所”，并且将其命名为“x”；然后计算等号右边的部分，得到结果“5000”，并将其保存到这个名为“x”的“房子”中。
在执行接下来的三行代码时，每当在代码中看到“x”变量，计算机就会到内存中找到名为“x”的“房子”，并将其内容（5000）取出用于计算。如此逐条执行代码，直到遇见“End Sub”，结束整个程序。
需要注意的是：“长期居所”不等于“永久居所”，当这个程序全部执行结束时，计算机还是会自动清空在它里面指定的所有变量（如x）。因为没有了程序保留这些变量也无用，所谓“皮之不存，毛将焉附”。
前面从内存单元的角度阐释了变量的概念，旨在让大家理解变量在计算机内部的物理实现方式，为后面更加深入的学习奠定基础。不过如果从程序逻辑的角度看，其实我们早在学习程序设计之前，就已经接触过变量的概念，因为代数这门课程用到的就是“变量”，比如在函数 y=3x+2中，x被称为“自变量”，而y则被称为“因变量”。
x和y的共同特征是可以代表任意一个数值。换言之，x和y只是一个名字，而它们的值可以随需而变，任意赋值。这就是把它们称为“变量”的原因所在。
更进一步来说，对于y=3x+2这种代数式，只要我们为x指定一个数值，就能够按照规定算法计算出对应的y。换句话说，给这个式子输入一个x，就能输出一个y。看到这里大家是否觉得有点眼熟了呢？没错，一个程序甚至一台计算机本身，归根到底与一个代数式没有什么区别：无非就是给它输入一些数据，它就会按照指定规则输出对应的结果。比如在案例2-1中，用户在单元格C4和D4中输入的数字（时薪和本月工时）就是输入，而运行后显示在E4到G4中的数字就是这个程序的输出。而在案例2-1的程序代码中，x 等符号
就相当于代数式中用到的变量。从这个角度讲，一个计算机程序的执行过程本质上就是：
① 接收若干个输入数值，存入变量（如x）；
② 对这些变量中的数值按规则进行计算，根据需要将变化后的数值存入不同变量；
③ 所有计算完成后，某个变量中存放的数值就是最终结果，将其输出并结束整个程序。
所以我们在本章开始讲到：从某种意义上说，计算机程序的本质就是“变量及其变化过程”。如果大家对此有兴趣，可以自行科普一下“图灵机”的知识，相信会对计算机体系的本质有更加深刻的感悟。
前面讲了很多变量的本质这种形而上的概念，接下来我们回到实用主义的视角，以案例2-1为例，对比一下使用变量之后程序的代码质量到底有哪些提升，如图2.3所示。
图2.3 案例2-1及其两种解决方案
（1）代码简洁，省时、省力。 这一点可以非常直观地感受到：由于更改后的代码中使用变量x替代了 Cells（4,3）* Cells（4,4）这一串字符，所以可以明显减少敲击键盘的次数，加快开发速度。而且新的代码阅读起来更加方便，不必每读一行都要去思考Cells（4,3）* Cells（4,4）代表什么。
（2）降低了拼写错误的概率。 在更改前的代码中，需要多次重写Cells（4,3）* Cells（4,4）这个复杂的表达式。我们必须保证这些重复书写的表达式完全相同，否则就会造成“数据不一致”这种错误，即计算某个项目时使用的数字，与计算其他项目时所使用的数字不同。
例如，如果将左边代码的第二行误写成Cells（4,6）=Cells（4,3）* Cells（4,3）* 0.1，就等于在计算“当月奖金”时使用的“本月工时”数字是C4单元格的内容50，然而在计算其他两项福利时，使用的“本月工时”仍然是D4单元格中的100。
但在使用变量 x 以后，唯一能够发生这种错误的地方就是 x=Cells（4,3）*Cells（4,4）。而且即使在这里写错，比如误写为 x=Cells（4,3）* Cells（4,3），后面所有用到x的算式也会同步地受到影响，相互之间至少还是一致的。而保持这种“一致性”，在很多场合下十分重要。
（3）便于修改，机动灵活。 讲到“一致性”，就会引出使用变量的另一个优点——便于修改。假如我们对案例2-1中的表格进行了格式调整，把“时薪”的数据从C4单元格改写到A4单元格，把“本月工时”的数据从D4单元格改写到B4单元格，那么就需要对VBA程序也进行修改。
如果没有使用变量，我们需要把每行代码里面的 Cells（4,3）改成 Cells（4,1），把 Cells（4,4）改成Cells（4,2），一共需要修改6处。但是在使用变量x的程序中，我们只需让x=Cells（4,1）* Cells（4,2）即可，一共只要修改两处，后面的语句完全保持不变。
我们学习程序设计的初衷就是希望能够把日常操作写成通用代码，从而一劳永逸，所以这种“稍加修改”甚至“不必修改”就能够适应不同表格结构的编程方法，实在是非常重要。
（4）减少重复计算，提高工作效率。 在没有使用变量的代码中，每行代码都要执行两次乘法运算，整个程序执行了6次乘法运算。而在更改后的代码中，一共执行了4次乘法运算，速度自然有所提高。当然，对于计算机来说，多做两次乘法运算对性能的影响完全可以忽略不计。不过在实际工作中，我们往往需要处理数万条甚至数十万条数据，在这种情况下，如果每次处理可以节省一两次计算操作，整个程序的运行效率将会有非常明显的提升。除了减少乘法操作，使用变量 x后的代码中还大量减少了对Cells属性的使用。而VBA查询Cells（4,3）的数值要比查询变量x多耗费几倍的时间。因此，使用变量对程序性能的提升效果就更加显著了。
所以，请各位初学程序设计的读者牢记第一条重要的VBA编程原则：
把每个将会重复出现的数据定义为变量！