C語(yǔ)言中局部變量和全局變量_等在內(nèi)存中的存放位置

1、C語(yǔ)言中局部變量和全局變量 變量的存儲(chǔ)類(lèi)別(static,extern,auto,register) 8.8   局部變量和全局變量在討論函數(shù)的形參變量時(shí)曾經(jīng)提到，形參變量只在被調(diào)用期間才分配內(nèi)存單元，調(diào)用結(jié)束立即釋放。這一點(diǎn)表明形參變量只有在函數(shù)內(nèi)才是有效的，離開(kāi)該函數(shù)就不能再使用了。這種變量有效性的范圍稱(chēng)變量的作用域。不僅對(duì)于形參變量，語(yǔ)言中所有的量都有自己的作用域。變量說(shuō)明的方式不同，其作用域也不同。語(yǔ)言中的變量，按作用域范圍可分為兩種，即局部變量和全局變量。8.8.1 局部變量    局部變量也稱(chēng)為內(nèi)部變量。局部變量是在函數(shù)內(nèi)作定義說(shuō)明

2、的。其作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開(kāi)該函數(shù)后再使用這種變量是非法的。例如：    int f1(int a)        /*函數(shù)f1*/        int b,c;          a,b,c有效    int f2(int x)        /*函數(shù)f

3、2*/        int y,z; x,y,z有效    main()    int m,n;       m,n有效在函數(shù)f1內(nèi)定義了三個(gè)變量，a為形參，b,c為一般變量。在 f1的范圍內(nèi)a,b,c有效，或者說(shuō)a,b,c變量的作用域限于f1內(nèi)。同理，x,y,z的作用域限于f2內(nèi)。m,n的作用域限于main函數(shù)內(nèi)。關(guān)于局部變量的作用域還要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：1)     主函數(shù)中定義的變量

4、也只能在主函數(shù)中使用，不能在其它函數(shù)中使用。同時(shí)，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的變量。因?yàn)橹骱瘮?shù)也是一個(gè)函數(shù)，它與其它函數(shù)是平行關(guān)系。這一點(diǎn)是與其它語(yǔ)言不同的，應(yīng)予以注意。2)     形參變量是屬于被調(diào)函數(shù)的局部變量，實(shí)參變量是屬于主調(diào)函數(shù)的局部變量。3)     允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對(duì)象，分配不同的單元，互不干擾，也不會(huì)發(fā)生混淆。如在前例中，形參和實(shí)參的變量名都為n，是完全允許的。4)     在復(fù)合語(yǔ)句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語(yǔ)

5、句范圍內(nèi)。例如：    main()        int s,a;            int b;    s=a+b;                     /*b作用域*/ 

6、60;                         /*s,a作用域*/【例8.12】main()    int i=2,j=3,k;    k=i+j;          int k=8;    

7、;  printf("%dn",k);        printf("%dn",k);本程序在main中定義了i,j,k三個(gè)變量，其中k未賦初值。而在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)又定義了一個(gè)變量k，并賦初值為8。應(yīng)該注意這兩個(gè)k不是同一個(gè)變量。在復(fù)合語(yǔ)句外由main定義的k起作用，而在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)則由在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)定義的k起作用。因此程序第4行的k為main所定義，其值應(yīng)為5。第7行輸出k值，該行在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)，由復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)定義的k起作用，其初值為8，故輸出值為8，第9行輸出i，k值。i是在整個(gè)程序中有效的，

8、第7行對(duì)i賦值為3，故以輸出也為3。而第9行已在復(fù)合語(yǔ)句之外，輸出的k應(yīng)為main所定義的k，此k值由第4 行已獲得為5，故輸出也為5。8.8.2 全局變量全局變量也稱(chēng)為外部變量，它是在函數(shù)外部定義的變量。它不屬于哪一個(gè)函數(shù)，它屬于一個(gè)源程序文件。其作用域是整個(gè)源程序。在函數(shù)中使用全局變量，一般應(yīng)作全局變量說(shuō)明。只有在函數(shù)內(nèi)經(jīng)過(guò)說(shuō)明的全局變量才能使用。全局變量的說(shuō)明符為extern。但在一個(gè)函數(shù)之前定義的全局變量，在該函數(shù)內(nèi)使用可不再加以說(shuō)明。例如：    int a,b;       

9、0;  /*外部變量*/    void f1()         /*函數(shù)f1*/                  float x,y;         /*外部變量*/    int fz()   

10、60;      /*函數(shù)fz*/                  main()           /*主函數(shù)*/              從上例可以看出a、b、x、y 都是在函數(shù)外部定義的外部

11、變量，都是全局變量。但x,y 定義在函數(shù)f1之后，而在f1內(nèi)又無(wú)對(duì)x,y的說(shuō)明，所以它們?cè)趂1內(nèi)無(wú)效。a,b定義在源程序最前面，因此在f1,f2及main內(nèi)不加說(shuō)明也可使用?！纠?.13】輸入正方體的長(zhǎng)寬高l,w,h。求體積及三個(gè)面x*y,x*z,y*z的面積。int s1,s2,s3;int vs( int a,int b,int c)    int v;    v=a*b*c;    s1=a*b;    s2=b*c;    s3=a*c;

12、    return v;main()int v,l,w,h;printf("ninput length,width and heightn");scanf("%d%d%d",&l,&w,&h);v=vs(l,w,h);printf("nv=%d,s1=%d,s2=%d,s3=%dn",v,s1,s2,s3);【例8.14】外部變量與局部變量同名。int a=3,b=5;     /*a,b為外部變量*/max(int a,int b) /*

13、a,b為外部變量*/int c;c=a>b?a:b;return(c);main()int a=8;printf("%dn",max(a,b);如果同一個(gè)源文件中，外部變量與局部變量同名，則在局部變量的作用范圍內(nèi)，外部變量被“屏蔽”，即它不起作用。8.9   變量的存儲(chǔ)類(lèi)別8.9.1 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式與靜態(tài)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式前面已經(jīng)介紹了，從變量的作用域（即從空間）角度來(lái)分，可以分為全局變量和局部變量。從另一個(gè)角度，從變量值存在的作時(shí)間（即生存期）角度來(lái)分，可以分為靜態(tài)存儲(chǔ)方式和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。靜態(tài)存儲(chǔ)方式：是指在程序運(yùn)行期間分配固定的存儲(chǔ)空間的方式。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)

14、方式：是在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)空間的方式。用戶(hù)存儲(chǔ)空間可以分為三個(gè)部分：1)       程序區(qū)；2)       靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)；3)       動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)；全局變量全部存放在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，在程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)給全局變量分配存儲(chǔ)區(qū)，程序行完畢就釋放。在程序執(zhí)行過(guò)程中它們占據(jù)固定的存儲(chǔ)單元，而不動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配和釋放；動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)存放以下數(shù)據(jù)：1)     &#

15、160; 函數(shù)形式參數(shù)；2)       自動(dòng)變量（未加static聲明的局部變量）；3)       函數(shù)調(diào)用實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和返回地址；對(duì)以上這些數(shù)據(jù)，在函數(shù)開(kāi)始調(diào)用時(shí)分配動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間，函數(shù)結(jié)束時(shí)釋放這些空間。在c語(yǔ)言中，每個(gè)變量和函數(shù)有兩個(gè)屬性：數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類(lèi)別。8.9.2 auto變量函數(shù)中的局部變量，如不專(zhuān)門(mén)聲明為static存儲(chǔ)類(lèi)別，都是動(dòng)態(tài)地分配存儲(chǔ)空間的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中。函數(shù)中的形參和在函數(shù)中定義的變量（包括在復(fù)合語(yǔ)句中定義的變量），都屬此類(lèi)，在調(diào)

16、用該函數(shù)時(shí)系統(tǒng)會(huì)給它們分配存儲(chǔ)空間，在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)就自動(dòng)釋放這些存儲(chǔ)空間。這類(lèi)局部變量稱(chēng)為自動(dòng)變量。自動(dòng)變量用關(guān)鍵字auto作存儲(chǔ)類(lèi)別的聲明。例如：int f(int a)         /*定義f函數(shù)，a為參數(shù)*/auto int b,c=3;     /*定義b，c自動(dòng)變量*/a是形參，b，c是自動(dòng)變量，對(duì)c賦初值3。執(zhí)行完f函數(shù)后，自動(dòng)釋放a，b，c所占的存儲(chǔ)單元。關(guān)鍵字auto可以省略，auto不寫(xiě)則隱含定為“自動(dòng)存儲(chǔ)類(lèi)別”，屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。8.9.3 用sta

17、tic聲明局部變量有時(shí)希望函數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不消失而保留原值，這時(shí)就應(yīng)該指定局部變量為“靜態(tài)局部變量”，用關(guān)鍵字static進(jìn)行聲明?！纠?.15】考察靜態(tài)局部變量的值。f(int a)auto b=0;static c=3;b=b+1;c=c+1;return(a+b+c);main()int a=2,i;for(i=0;i<3;i+)printf("%d",f(a);對(duì)靜態(tài)局部變量的說(shuō)明：1)     靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)別，在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)分配存儲(chǔ)單元。在程序整個(gè)運(yùn)行期間都不釋放。而自動(dòng)變量（即動(dòng)態(tài)局

18、部變量）屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)別，占動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間，函數(shù)調(diào)用結(jié)束后即釋放。2)     靜態(tài)局部變量在編譯時(shí)賦初值，即只賦初值一次；而對(duì)自動(dòng)變量賦初值是在函數(shù)調(diào)用時(shí)進(jìn)行，每調(diào)用一次函數(shù)重新給一次初值，相當(dāng)于執(zhí)行一次賦值語(yǔ)句。3)     如果在定義局部變量時(shí)不賦初值的話，則對(duì)靜態(tài)局部變量來(lái)說(shuō)，編譯時(shí)自動(dòng)賦初值0（對(duì)數(shù)值型變量）或空字符（對(duì)字符變量）。而對(duì)自動(dòng)變量來(lái)說(shuō)，如果不賦初值則它的值是一個(gè)不確定的值?！纠?.16】打印1到5的階乘值。int fac(int n)static int f=1;f=f*n;return(f)

19、;main()int i;for(i=1;i<=5;i+)printf("%d!=%dn",i,fac(i);8.9.4 register變量為了提高效率，C語(yǔ)言允許將局部變量得值放在CPU中的寄存器中，這種變量叫“寄存器變量”，用關(guān)鍵字register作聲明?！纠?.17】使用寄存器變量。int fac(int n)register int i,f=1;for(i=1;i<=n;i+)f=f*ireturn(f);main()int i;for(i=0;i<=5;i+)printf("%d!=%dn",i,fac(i);說(shuō)明：1)&#

20、160;      只有局部自動(dòng)變量和形式參數(shù)可以作為寄存器變量；2)       一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的寄存器數(shù)目有限，不能定義任意多個(gè)寄存器變量；3)       局部靜態(tài)變量不能定義為寄存器變量。8.9.5 用extern聲明外部變量外部變量（即全局變量）是在函數(shù)的外部定義的，它的作用域?yàn)閺淖兞慷x處開(kāi)始，到本程序文件的末尾。如果外部變量不在文件的開(kāi)頭定義，其有效的作用范圍只限于定義處到文件終了。如果在定義點(diǎn)之前的函數(shù)想引用

21、該外部變量，則應(yīng)該在引用之前用關(guān)鍵字extern對(duì)該變量作“外部變量聲明”。表示該變量是一個(gè)已經(jīng)定義的外部變量。有了此聲明，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變量。【例8.18】用extern聲明外部變量，擴(kuò)展程序文件中的作用域。int max(int x,int y)int z;z=x>y?x:y;return(z);main()extern A,B;printf("%dn",max(A,B);int A=13,B=-8;說(shuō)明：在本程序文件的最后1行定義了外部變量A，B，但由于外部變量定義的位置在函數(shù)main之后，因此本來(lái)在main函數(shù)中不能引用外部變量A，B。

22、現(xiàn)在我們?cè)趍ain函數(shù)中用extern對(duì)A和B進(jìn)行“外部變量聲明”，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變量A和B。對(duì)于malloc而來(lái)的變量存儲(chǔ)在堆（heap）中，局部變量都存儲(chǔ)在棧（stack）中。堆和棧的區(qū)別： 堆和棧的區(qū)別 一個(gè)由c/C+編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分 1、棧區(qū)（stack） 由編譯器自動(dòng)分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。 2、堆區(qū)（heap） 一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類(lèi)似于鏈表，呵呵。 3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static），全局變量和

23、靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放 4、文字常量區(qū) 常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放 5、程序代碼區(qū)存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。在全局變量和全局靜態(tài)變量有什么區(qū)別： 在全局變量和全局靜態(tài)變量有什么區(qū)別變量可以分為：全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量和局部變量。 按存儲(chǔ)區(qū)域分，全局變量、靜態(tài)全局變量和靜態(tài)局部變量都存放在內(nèi)存的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域，局部變量存放在內(nèi)存的棧區(qū)。 按作用域分，全局變量在整個(gè)工程文件內(nèi)都有效；靜態(tài)全局變量只在定義它的文件內(nèi)有效；靜態(tài)局部變量只在定義它

24、的函數(shù)內(nèi)有效，只是程序僅分配一次內(nèi)存，函數(shù)返回后，該變量不會(huì)消失；局部變量在定義它的函數(shù)內(nèi)有效，但是函數(shù)返回后失效。 全局變量和靜態(tài)變量如果沒(méi)有手工初始化，則由編譯器初始化為0。局部變量的值不可知。 靜態(tài)全局變量，只本文件可以用。 全局變量是沒(méi)有定義存儲(chǔ)類(lèi)型的外部變量,其作用域是從定義點(diǎn)到程序結(jié)束.省略了存儲(chǔ)類(lèi)型符,系統(tǒng)將默認(rèn)為是自動(dòng)型. 靜態(tài)全局變量是定義存儲(chǔ)類(lèi)型為靜態(tài)型的外部變量,其作用域是從定義點(diǎn)到程序結(jié)束,所不同的是存儲(chǔ)類(lèi)型決定了存儲(chǔ)地點(diǎn),靜態(tài)型變量是存放在內(nèi)存的數(shù)據(jù)區(qū)中的,它們?cè)诔绦蜷_(kāi)始運(yùn)行前就分配了固定的字節(jié),在程序運(yùn)行過(guò)程中被分配的字節(jié)大小是不改變的.只有程序運(yùn)行結(jié)束后,才釋放所

25、占用的內(nèi)存. 自動(dòng)型變量存放在堆棧區(qū)中.堆棧區(qū)也是內(nèi)存中一部分,該部分內(nèi)存在程序運(yùn)行中是重復(fù)使用的.聲明變量與定義變量有什么區(qū)別聲明是向編譯器介紹名字標(biāo)識(shí)符。它告訴編譯器“這個(gè)函數(shù)或變量在某處可找到，它的模樣象什么”。而定義是說(shuō)：“在這里建立變量”或“在這里建立函數(shù)”。它為名字分配存儲(chǔ)空間。無(wú)論定義的是函數(shù)還是變量，編譯器都要為它們?cè)诙x點(diǎn)分配存儲(chǔ)空間。對(duì)于變量，編譯器確定變量的大小，然后在內(nèi)存中開(kāi)辟空間來(lái)保存其數(shù)據(jù)，對(duì)于函數(shù)，編譯器會(huì)生成代碼，這些代碼最終也要占用一定的內(nèi)存。 在C和C中，可以在不同的地方聲明相同的變量和函數(shù)，但只能有一個(gè)定義（有時(shí)這稱(chēng)為ODR，單一定義規(guī)則）。 定義也可以是

26、聲明，如果有int x;，之前編譯器未發(fā)現(xiàn)標(biāo)識(shí)符x，編譯器則把這一標(biāo)識(shí)符看成是定義并立即為它分配存儲(chǔ)空間。 。 對(duì)“變量聲明”的解釋向來(lái)模糊且自相矛盾。 函數(shù)聲明包括函數(shù)類(lèi)型、函數(shù)名、參數(shù)列表和一個(gè)分號(hào)，這些信息足以編譯器認(rèn)出它是一個(gè)函數(shù)聲明并可識(shí)別出這個(gè)函數(shù)的外部特征。由此推斷，變量聲明應(yīng)是類(lèi)型標(biāo)識(shí)后面跟一個(gè)標(biāo)識(shí)符。如int a;但這產(chǎn)生了一個(gè)矛盾，這段代碼有足夠的信息讓編譯器為之分配存儲(chǔ)空間，而且編譯器也確實(shí)給之分配了存儲(chǔ)空間。要解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于C和C需要一個(gè)關(guān)鍵字來(lái)說(shuō)明“這是一個(gè)聲明，它的定義在別的地方”，這個(gè)關(guān)鍵字就是extern，它表示變量是在文件以外定義的，或在文件后面定義的。 在變量定義前加ex