C語言(第四章)(下).pptVIP

第四章 模塊化程序設計 （函數(shù)）,五、變量的存儲屬性,模塊化設計要求研究不同模塊（函數(shù)、源文件）間變量的關系。 變量兩大屬性： 數(shù)據(jù)類型 存儲屬性,1、數(shù)據(jù)類型（復習） 通過變量說明（定義）來規(guī)定其數(shù)據(jù)類型： 格式 數(shù)據(jù)類型關鍵字 變量名 如 char a; int b,c ; float x,y; 為什么使用變量前要先對其數(shù)據(jù)類型進行“說明”好比看電影前先買票訂座 預留存儲空間（如char型為1個字節(jié),int型為2個字節(jié)） 確定存儲方式（如char型存放ASCII值,int型存放補碼值）,復習,數(shù)據(jù)存儲形式 字符型按ASCII碼存儲,其余以補碼存儲,一個變量的數(shù)據(jù)類型定義后，就規(guī)定了該變量只能存儲相應類型的數(shù)據(jù)。如定義int x，則x只能存放整型數(shù)，如果x=3.14159，會被自動轉(zhuǎn)為整型存放。,變量兩大屬性： 數(shù)據(jù)類型 存儲屬性 以下這些都稱為變量的存儲屬性,變量的可用域：一個變量在程序的哪個范圍內(nèi)是可以使用的； 變量的生存期：它什么時候生成以及什么時候被撤消； 變量的存儲類型：它存儲在哪種類型的存儲器中以及用什么機制進行存儲。,（一）、局部變量與全局變量 P127,1、局部變量函數(shù)內(nèi)部或復合語句內(nèi)定義的變量,變量的可用域是指一個變量的標識符在程序的哪個域內(nèi)才是可以被識別的，也稱為可見（或可用）的。大體上可以分為兩種：全局可用全局變量與局部可用局部變量。,所有形參都是局部變量； 局部變量只在本函數(shù)或本復合語句內(nèi)才能使用，在此之外不能使用（視為不存在）main函數(shù)也不例外。,2、全局變量在函數(shù)之外定義的變量,有效作用范圍：從定義變量位置開始直到本源文件結束 如果需要將全局變量的作用范圍擴展至整個源文件 法1 全部在源文件開頭處定義 法2 在引用函數(shù)內(nèi)，用extern說明 法3 在源文件開頭處，用extern說明,【例】求程序運行結果 extern int x,y; main( ) clrscr(); printf(“x=%d,y=%dn“,x,y); int x=100,y=200;,結果：x=100,y=200,去掉第一行試試,如果要將全局變量作用范圍擴展到其他源文件，只需在使用這些變量的文件中對變量用extern加以說明。,int a=3,b=5; max(int a,int b) int c; c=ab?a:b; return c; main() int a=8; printf(“%dn“,max(a,b); ,【例】求程序運行結果,如果主函數(shù)中沒有int a=8，結果？,【結果】 5,如果讓主函數(shù)中int a=4或a=-1，結果？,【結果】 均為 5,【結果】 8,void num() extern int x,y; int a=15,b=10; x=a-b; y=a+b; int x,y; main() int a=7,b=5; x=a+b; y=a-b; num(); printf(“%d,%dn“,x,y); ,【例】求程序運行結果,如果第二行不加上extern呢？,【結果】 5，25,【結果】 12，2,int a; fun(int i) a+=2*i; return a; main() int a=10; clrscr( ); printf(“%d,%dn“,fun(a),a); ,【例】求程序運行結果,【結果】 20，10,（二） 動態(tài)變量與靜態(tài)變量,程序，內(nèi)存中都被分成代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)兩大部分。 而數(shù)據(jù)區(qū)又被分為靜態(tài)存儲區(qū)、自動存儲區(qū)和動態(tài)分配區(qū)等三部分。 分配在靜態(tài)存儲區(qū)的變量在程序開始執(zhí)行時被創(chuàng)建并自動初始化（數(shù)值變量被初始化為0），當程序結束時才被撤銷。所以常稱靜態(tài)變量的生存期是永久的。 全局變量就是被分配在靜態(tài)存儲區(qū)的。,main() int a=2,i; clrscr( ); for (i=0;i3;i+) printf(“%4d“,f(a); f(int a) int b=0; static int c=3; b+;c+; return a+b+c; ,【例】求程序運行結果,變量跟蹤 main( ) f函數(shù) a i b c f(a) 2 0 01 4 7 1 01 5 8 2 01 6 9 【結果】 7 8 9,如果去掉static呢？,【結果】 7 7 7,main() int k=4,m=1,p; clrscr(); p=func(k,m); printf(“%d,“,p); p=func(k,m); printf(“%d“,p); func(int a,int b) static int m=0,i=2; i+=m+1; m=i+a+b; return m; ,【例】求程序運行結果,變量跟蹤 main( ) func函數(shù) k m a b m i 4 1 4 1 08 23 4 1 4 1 817 312 【結果】 8, 17,如果去掉static呢？,【結果】 8, 8,#include main() int a=3, b=2, c=1; int b=5, c=12; c-=b*2; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“, a, b, c); a+=c; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“, a, b, c); ,【例】求程序運行結果,【結果】 a=3,b=5,c=2 a=5,b=2,c=1,（三） C語言中變量的存儲類型 P132,規(guī)定了變量在計算機內(nèi)部的存放位置決定變量的“壽命”（何時“生”，何時“滅”） 一個完整的變量說明格式如下： 存儲類別 數(shù)據(jù)類型 變量名 如 static int x , y ; C程序的存儲類別有： register型（寄存器型）局部自動類型 auto型（自動變量型）局部自動類型 static型（靜態(tài)變量型）靜態(tài)局部類型或靜態(tài)全局類型 extern型（外部變量型）全局類型,C程序的變量存儲位置,變量的生存期 靜態(tài)存儲區(qū)中的變量：與程序“共存亡” 動態(tài)存儲區(qū)中的變量：與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量：同動態(tài)存儲區(qū),C程序的變量存儲類別,變量的生存期 靜態(tài)存儲區(qū)中的變量 與程序“共存亡” 動態(tài)存儲區(qū)中的變量 與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量 同動態(tài)存儲區(qū), register型（寄存器型） 變量值存放在運算器的寄存器中存取速度快，一般只允許23個，且限于char型和int型，通常用于循環(huán)變量（在微機的Turbo C中實際上自動轉(zhuǎn)為auto型）。 auto型（自動變量型） auto 數(shù)據(jù)類型變量名=初值表達式，； 變量值存放在主存儲器的動態(tài)存儲區(qū)（堆棧方式）； 優(yōu)點同一內(nèi)存區(qū)可被不同變量反復使用。 以上兩種變量均屬于“動態(tài)存儲型”，即調(diào)用函數(shù)時才為這些變量分配單元，函數(shù)調(diào)用結束其值自動消失。,C程序的變量存儲類別,變量的生存期 靜態(tài)存儲區(qū)中的變量 與程序“共存亡” 動態(tài)存儲區(qū)中的變量 與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量 同動態(tài)存儲區(qū), static型（靜態(tài)變量型） 變量值存放在主存儲器的靜態(tài)存儲區(qū) 程序執(zhí)行開始至結束，始終占用該存儲空間 extern型（外部變量型） 同上，其值可供其他源文件使用 以上兩種均屬于“靜態(tài)存儲”性質(zhì)，即從變量定義處開始，在整個程序執(zhí)行期間其值都存在（都可用!）,未說明存儲類別時， 函數(shù)內(nèi)定義的變量默認為auto型 函數(shù)外定義的變量默認為extern型。,用const聲明將變量存儲在只讀區(qū),C語言除了可以為程序開辟棧區(qū)、堆區(qū)、靜態(tài)區(qū)外，還可以開辟一個只讀區(qū)。既然只讀區(qū)是內(nèi)存的一個區(qū)，所以數(shù)據(jù)是以變量的形式存儲的，但它又是只讀的，即不可修改的。所以這也就是把變量定義為只讀變量。定義只讀變量的方法是在聲明變量時使用修飾符const。格式為：,const 數(shù)據(jù)類型 變量1=初始表達式1，變量2=初始表達式2，,舉 例 說 明,通過下面例子說明這3種類型的變量的變化情況：,main( ) auto int a=2; register int b=2; static int c=2; printf(“-a=%d,b=%d,c=%d -n“,a,b,c); f(a); /*調(diào)用f*/ f(b); /*調(diào)用f*/ f(c); /*調(diào)用f*/ printf(“-a=%d,b=%d,c=%d -n“,a,b,c); ,main的局部變量,2,2,2,動態(tài)存儲區(qū),靜態(tài)存儲區(qū),第一次調(diào)用f函數(shù)，實參為a=2,int f(int x) auto int a=10; register int b=20; static int c; a=a+x; b=b-x; c=c+x*x; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“,a,b,c); ,main的局部變量,2,2,2,10,0,20,12,18,4,第二次調(diào)用f函數(shù)，實參為b=2,int f(int x) auto int a=10; register int b=20; static int c; a=a+x; b=b-x; c=c+x*x; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“,a,b,c); ,main的局部變量,2,2,2,10,4,20,12,18,8,第三次調(diào)用f函數(shù)，實參為c=2,int f(int x) auto int a=10; register int b=20; static int c; a=a+x; b=b-x; c=c+x*x; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“,a,b,c); ,main的局部變量,2,2,2,10,8,20,12,18,12,C語言程序的加工過程,六、模塊的編譯和鏈接,1 分別編譯 C語言是一種支持模塊化程序設計的語言，它允許將一個大型程序分成多個程序文件分別進行編譯。這樣的好處在于 當程序的一個局部有錯誤或?qū)植窟M行了修改時，可以只重新編譯該局部，不需要將整個程序都重新編譯。 某些經(jīng)過考驗的函數(shù)的目標代碼可以添加為的庫函數(shù)，供其他程序中使用。,2 用項目管理多文件程序的編譯與鏈接過程,多文件程序的編譯、鏈接過程是比較麻煩的。為了方便用戶進行多文件程序的編譯、鏈接，各種程序開發(fā)軟件都提供了用項目（project）管理多文件程序的編譯和鏈接過程。其使用方法因開發(fā)工具而異，請參考有關手冊。,3 頭文件,用戶顯式地保證程序一致性的基本方法是保持聲明的一致性。保持聲明一致性的簡單辦法是提供一個頭文件，讓頭文件中的信息作為各模塊之間的接口信息，有利于提供可重用的模塊。使用頭文件將把程序分為程序頭和程序體兩部分。 好的頭文件應包含如下一些內(nèi)容： 類型定義，如定義一個枚舉類型enum color RED,BLUE,GREEN,YELLOW; 函數(shù)聲明，如extern int strlen const char*； 嵌入函數(shù)聲明，如inline char get() return *p+； 數(shù)據(jù)聲明，如extern int a； 常量定義，如const float pi=3.141593； 包含指令，如#include ,3 頭文件,宏定義，如#define case break; case 注釋 好的頭文件不能包含以下內(nèi)容： 一般函數(shù)定義 數(shù)據(jù)定義，如int a; 常量聚集定義,如 const tbl=/* */； 用戶頭文件是由用戶自己定義的頭文件。系統(tǒng)將用雙引號方式進行搜索。程序員可以用它們建立各文件之間的信息窗口。 應當注意，修改了頭文件時，所有涉及該頭文件的程序都應重新編譯，所以在編制頭文件時應盡量考慮周全；另外，當使用很多頭文件時，常常有重復嵌入的情形發(fā)生，在這種情形下，應防止標識符重復定義的錯誤。為避免這些錯誤，應使用條件編譯來測試有無重復定義。,七、編譯預處理,編譯預處理： P139 宏定義 文件包含 條件編譯 【編譯】C編譯系統(tǒng)對源程序進行：詞法和語法分析，代碼生成，優(yōu)化 .OBJ文件 【編譯預處理】編譯前對源程序進行一些預加工（改善程序設計環(huán)境/模塊化設計） 編譯預處理命令均以#開頭，未尾不加分號 可出現(xiàn)在程序的任何位置，其作用范圍：出現(xiàn)點至所在源程序未尾。,七、編譯預處理,以“#”開頭的一些命令，它通知編譯系統(tǒng)：在進行正式編譯前應當先進行一些前期工作(即編譯預處理)。,目前，C語言的編譯預處理功能主要有如下一些： 1）文件包含，使用命令：#include。 2）宏定義，使用命令：#define、#undef。 3）條件編譯，使用命令：#if、#ifdef、#ifndef、#else、#endif 4）提供行號信息，使用命令：#line。 5）編譯雜注，使用命令：#progma。 6）錯誤信息，使用命令：#error。,編譯預處理中，應用最多的是對宏的處理。它允許程序員使用define定義并應用宏名字書寫C語言程序，同時也指示編譯器在正式編譯前通過宏替換，使程序能按照C語言的語法進行編譯。,1 字符串宏定義及其基本格式,define命令最簡單的應用是將一個字符串定義為一個宏名，格式為： define 宏名 字符串 這個過程稱為宏替換。符號常數(shù)的定義就是這種宏定義的一種應用。例如 #define PI 3.14159265 #define RADIUS 2.0 使用宏定義的好處是： (1) 提高了程序的可讀性。如果人們看到以下語句 return (2.0* 3.1415926536* 2.0); 和 return (3.1415926536* 2.0* 2.0); 以及： return (2.0* PI* RADIUS); 和 return (PI *RADIUS* RADIUS); 使用宏定義可以提高可理解性。 (2) 易修改性好。,定義符號常量,【例】 #define M 3 #define N (M+1) #define NN N*N/2 main() clrscr(); printf(“NN=%d,“,NN); printf(“5*NN=%dn“,5*NN); ,結果：NN=8，5*NN=40,【討論】 如果第二行改為： #define N M+1,結果： NN=6，5*NN=18,2 使用宏需要注意的問題,定義符號常量,【例】 #define OK 1 main() printf(“OK=%dn“,OK); ,結果：OK=1,【討論】 程序中用雙括號括起來的字符串中的字符即使與宏名相同，也不進行替換。,3 撤銷已定義的宏,用命令undef可以撤銷已定義的宏。如： #define OK 1 #undef OK 在#undef命令行之后的范圍，OK不再代表1。,4、帶參數(shù)的宏定義 格式 #define 宏名（參數(shù)表） 宏體,【例】 #define PI 3.14159 #define s(r) PI*r*r main() float a=1,sum; sum=s(a); printf(“r=%.0f,s=%fn“,a,sum); ,結果： r=1,s=3.141590,帶參數(shù)的宏定義,【例】 #define PT 5.5 #define s(A) PT*A*A main() int a=1,b=2; printf(“%4.1fn“,s(a+b); ,結果：9.5,【討論】注意s(a+b)不是函數(shù)，它不做任何計算（如果是函數(shù)，則s(a+b)為s(3)，結果49.5）,s(a+b)=5.51212=9.5,帶參數(shù)的宏定義,【例】選擇正確答案 #include “stdio.h“ #define SUM(y) 1+y main( ) int x=2; printf(“%dn“,SUM(5)*x); A) 10 B) 11 C) 12 D) 15,結果：B,對于求平方的宏定義，可以寫出4種形式： #define SQUARE(x) x*x /* （a） */ #define SQUARE(x)（x*x） /* （b） */ #define SQUARE(x) (x)*(x) /* （c） */ #define SQUARE(x) (x)*(x) /* （d） */ 到底哪個對呢？下面用幾個表達式進行測試：,用表達式a=SQUARE(n+1)測試， 按（a），將替換為a=n+1*n+1。顯然結果不對。 按（b），將替換為a=(n+1*n+1)，結果與按(a)相同。 按（c），將替換為a=(n+1)*(n+1)，結果對。 按（d），將替換為a=(n+1)*(n+1)，結果對。,用表達式a=16/SQUARE(2)測試 對剩下的（c）和（d）進行測試。 按 (c) ，將替換為a=16/(2)*(2)=32，顯然結果不對。 按 (d) ，將替換為a=16/（(2)*(2)）=4，結果對。,2、文件包含,#include 標準方式 只按標準方式(系統(tǒng)存放C庫函數(shù)頭文件所在目錄)查找所要包含的文件 對TC,默認只在tcinclude目錄下查找 #include “ “ 先在源文件所在目錄找指定頭文件，若無再按標準方式找（更保險）,文件包含命令的處理過程,首先尋找所要求包含的文件，如果找到，就用這個文件的全部內(nèi)容取代當前文件里的這個包含命令行。被替換進來的文件里仍然可以有文件包含等預處理命令行，這些預處理也會被處理。,文件包含示意圖,#include #include 源程序area.c （用戶編寫）,頭文件stdio.h （系統(tǒng)提供）,頭文件math.h （系統(tǒng)提供）,area.exe （可執(zhí)行程序）,stdio.h math.h area.c,編譯/ 連接,第一章例一中，area.c文件本身只有12行，stdio.h有187行， math.h有107行， 實際上stdio.h本身還包括 一個24行的頭文件stdarg.h。 “文件包含”是在編譯后連接時“包含”進可執(zhí)行程序的。 比較：area.c 1kb； area.obj 1kb； area.exe 26kb,stdarg.h,stdio.h stdarg.h math.h area.c,3、條件編譯,根據(jù)條件決定是否編譯某一組語句。常用形式：, 如果標識符被定義過* 如果標識符未被定義過 #ifdef 標識符 #ifndef 標識符 程序段1 程序段1 /*編譯此程序段*/ #else #else /*#else部分可省略*/ 程序段2 程序段2 /*反之，編譯此程序段*/ #endif #endif *此處指標識符用#define等命令定義過。,3、條件編譯, #if 表達式 /*如果表達式為真*/ 程序段1 /*編譯程序段1*/ #else 程序段2 /否則*編譯程序段2*/ #