十二變量的作用域和存儲(chǔ)類型

1、一、作用域和生存期C程序的標(biāo)識(shí)符作用域有三種：局部、全局、文件。標(biāo)識(shí)符的作用域決定了程序中的哪些語句可以使用它，換句話說，就是標(biāo)識(shí)符在程序其他部分的可見性。通常，標(biāo)識(shí)符的作用域都是通過它在程序中的位置隱式說明的。1 .局部作用域前面各個(gè)例子中的變量都是局部作用域，他們都是聲明在函數(shù)內(nèi)部，無法被其他函數(shù)的代碼所訪問。函數(shù)的形式參數(shù)的作用域也是局部的，它們的作用范圍僅限于函數(shù)內(nèi)部所用的語句塊。voidadd(int);main()(intnum=5;add(num);printf(%dn,num);/*輸出5*/)voidadd(intnum)(num+;printf(%dn,num);/*輸出6

2、*/)上面例子里的兩個(gè)num變量都是局部變量，只在本身函數(shù)里可見。前面我們說了，在兩個(gè)函數(shù)出現(xiàn)同名的變量不會(huì)互相干擾，就是這個(gè)道理。所以上面的兩個(gè)輸出，在主函數(shù)里仍然是5,在add()函數(shù)里輸出是6。2 .全局作用域?qū)τ诰哂腥肿饔糜虻淖兞?，我們可以在程序的任何位置訪問它們。當(dāng)一個(gè)變量是在所有函數(shù)的外部聲明，也就是在程序的開頭聲明，那么這個(gè)變量就是全局變量。voidadd(int);intnum;main()(intn=5;add(n);printf(%dn,num);/*輸出6*/)voidadd(num)/*形式參數(shù)沒有指定類型*/(num+;printf(%dn,num);/*輸出6*/

3、上面的main()和add()里面，并沒有聲明num,但是在最后輸出的時(shí)候卻要求輸出num,這是由于在程序的開始聲明了num是全局變量，也就是在所有函數(shù)里都可以使用這個(gè)變量。這時(shí)候一個(gè)函數(shù)里改變了變量的值，其他函數(shù)里的值也會(huì)出現(xiàn)影響。上面的例子輸出都是6,因?yàn)樵赼dd()函數(shù)里改變了num的值，由于num是全局變量，就好象它們兩個(gè)函數(shù)共用一個(gè)變量，所以在main()函數(shù)里的num也隨之改變了。3 .文件作用域在很多C語言書上，都沒有說明文件作用域，或者只是略微的提到，其實(shí)文件作用域在較大程序中很有作用(在多文件系統(tǒng)中)。文件作用域是指外部標(biāo)識(shí)符僅在聲明它的同一個(gè)轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的函數(shù)匯總可見。所謂轉(zhuǎn)

4、換單元是指定義這些變量和函數(shù)的源代碼文件(包括任何通過版聯(lián)八40指令包含的源代碼文件)。static存儲(chǔ)類型修飾符指定了變量具有文件作用域。staticintnum;staticvoidadd(int);main()(scanf(%d,&num);add(num)printf(%dn,num);voidadd(num)(num+;上面的程序中變量num和函數(shù)add()在聲明是采用了static存儲(chǔ)類型修飾符，這使得它們具有文件作用域，僅愛定義它們的文件內(nèi)可見。由于我們提到的大多數(shù)程序都只有一個(gè)編譯文件組成，所以這種寫法沒有實(shí)際意義。但是實(shí)際工程上的文件有很多，它們不是由一個(gè)人寫成的，由

5、很多人共同完成，這些文件都是各自編譯的，這難免使得某些人使用了一樣的全局變量名，那么為了以后程序中各自的變量和函數(shù)不互相干擾，就可以使用static修飾符，這樣在連接到同一個(gè)程序的其他代碼文件而言就是不可見的。二、變量存儲(chǔ)類型前面我們說了，聲明變量時(shí)用如下類似的形式：intnum;floattotal;它們都沒有存儲(chǔ)類型修飾符，我們?cè)诼暶鲿r(shí)也可以通過存儲(chǔ)類型修飾符來告訴編譯器將要處理什么類型的變量。存儲(chǔ)類型有以下四種：自動(dòng)(auto)、靜態(tài)(static)、外部(extern)、寄存器(regiser)。1 .自動(dòng)存儲(chǔ)類型自動(dòng)存儲(chǔ)類型修飾符指定了一個(gè)局部變量為自動(dòng)的，這意味著，每次執(zhí)行到定義該

6、變量的語句塊時(shí)，都將會(huì)為該變量在內(nèi)存中產(chǎn)生一個(gè)新的拷貝，并對(duì)其進(jìn)行初始化。實(shí)際上，如果不特別指明，局部變量的存儲(chǔ)類型就默認(rèn)為自動(dòng)的，因此，加不加auto都可以。main()(autointnum=5;printf(%dn,num);)在這個(gè)例子中，不論變量num的聲明是否包含關(guān)鍵字auto,代碼的執(zhí)行效果都是一樣的。函數(shù)的形式參數(shù)存儲(chǔ)類型默認(rèn)也是自動(dòng)的。2 .靜態(tài)存儲(chǔ)變量前面已經(jīng)使用了static關(guān)鍵字，但是對(duì)于局部變量，靜態(tài)存儲(chǔ)類型的意義是不一樣的，這時(shí)，它是和自動(dòng)存儲(chǔ)類型相對(duì)而言的。靜態(tài)局部變量的作用域仍然近局限于聲明它的語句塊中，但是在語句塊執(zhí)行期間，變量將始終保持它的值。而且，初始化值

7、只在語句塊第一次執(zhí)行是起作用。在隨后的運(yùn)行過程中，變量將保持語句塊上一次執(zhí)行時(shí)的值?？聪旅鎯蓚€(gè)對(duì)應(yīng)的程序：intadd();intadd();main()main()intresult;intresult;result=add()result=add();printf(%d,result);printf(%d,result);result=add();result=add();printf(%d,result);printf(%d,result);result=add();result=add();printf(%d,result);printf(%d,result);)intadd()int

8、add()intnum=50;staticintnum=50;num+;num+;returnnum;returnnum;上面兩個(gè)源文件，只有函數(shù)add()里的變量聲明有所不同，一個(gè)是自動(dòng)存儲(chǔ)類型，一個(gè)是靜態(tài)存儲(chǔ)類型。對(duì)于1.C文件，輸出結(jié)果為515151；這很好理解，每次初始值都是50，然后加1上來。對(duì)于2.C文件，輸出結(jié)果為515253；這是由于變量是靜態(tài)的，只在第一次初始化了50，以后都是使用上次的結(jié)果值。當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用add()時(shí)，初始化為50，然后加1，輸出為51；當(dāng)?shù)诙握{(diào)用時(shí)，就不初始化了，這時(shí)num的值為上次的51，然后加1，輸出52；當(dāng)?shù)谌握{(diào)用時(shí)，num為52,加1就是53了

9、。比較就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的不同之處了。靜態(tài)變量在下一節(jié)要說的遞歸函數(shù)中經(jīng)常使用到。當(dāng)?shù)谝淮尾恢该黛o態(tài)變量的初始值時(shí)，默認(rèn)為0。下面舉一個(gè)例子，把我們說到的靜態(tài)變量理解一下。求1+2+100的值voidadd();intresult;main()(inti;result=0;for(i=0;i<100;i+)add();printf(%dn,result);)voidadd()(staticintnum=0;num+;result+=num;)add()函數(shù)被調(diào)用了100次，num的值從1一直變到100，這樣就可以求出它們的和了。如果寫成intnum=0;那就是求1+1+1這100個(gè)1的值了。實(shí)

10、際上類似的這類問題我們可以通過遞歸函數(shù)來解決，什么是遞歸，我們下一節(jié)介紹。3 .外部存儲(chǔ)類型外部存儲(chǔ)類型聲明了程序?qū)⒁玫降摹⒌形炊x的外部變量。通常，外部存儲(chǔ)類型都是用于聲明在另一個(gè)轉(zhuǎn)換單元中定義的變量。下面舉一個(gè)例子，這個(gè)例子包括兩個(gè)文件。/*1.C*/voida();main()(externintnum;a()；printf(%dn,num);)intnum;voida()(num=5;)這兩個(gè)程序是分別編譯的，然后連接成一個(gè)執(zhí)行文件。具體如何操作，可以查看一些手冊(cè)，這兒我簡(jiǎn)單說了一下。把上面兩個(gè)文件都編譯好后，再制作一個(gè)prj文件，里面的內(nèi)容是：1.c2.c只有這兩行，這可在編輯狀

11、態(tài)下寫成，存盤，取名為1.prj。然后選擇project選項(xiàng)，選擇projectname,填入1.prj文件名，按F9后，即可生成1.exe文件。main()函數(shù)中變量num是在另一個(gè)文件中定義的。因此，當(dāng)編譯器編譯1.c時(shí)，無法確定該變量的地址。這時(shí)，外部存儲(chǔ)類型聲明告訴編譯器，把所有對(duì)num的引用當(dāng)作暫且無法確定的引用，等到所有便宜好的目標(biāo)代碼連接成一個(gè)可執(zhí)行程序模塊時(shí)，再來處理對(duì)變量num的引用。外部變量的聲明既可以在引用它的函數(shù)的內(nèi)部，也可以在外部。如果變量聲明在函數(shù)外部，那么同一轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的所有函數(shù)都可以使用這個(gè)外部變量。反之，如果在函數(shù)內(nèi)部，那么只有這一個(gè)函數(shù)可以使用該變量。前面說

12、了文件作用域的問題，如果在聲明全局變量時(shí)，加上static修飾符，那么該變量只在當(dāng)前文件內(nèi)可見，而extern又可以引用其它文件里的變量。所以在一個(gè)大型程序中，每個(gè)程序員只是完成其中的一小塊，為了讓自己的變量不讓其他程序員使用，保持一定的獨(dú)立性，經(jīng)常在全局變量前加static。我們可以這樣來說明一下：還是上面的兩個(gè)文件，現(xiàn)在再增加一個(gè)文件3.c，內(nèi)容為：staticintnum;voida()(num=6;)把1.prj文件后面加上3.c這樣，我們生成的1.exe文件，執(zhí)行時(shí)輸出是5,而不是6。因?yàn)?.c文件的num變量增加了文件作用域，在其他文件中是無法使用它的。4.寄存器存儲(chǔ)類型被聲明為寄存器存儲(chǔ)類型的變量，除了程序無法得到其地址外，其余都和自動(dòng)變量一樣。至于什么是變量地址，以后說指針時(shí)會(huì)詳細(xì)介紹。main()(registerintnum;num=100;printf(%d,num);)使用寄存器存儲(chǔ)類型的目的是讓程序員指定某個(gè)局部變量存放在計(jì)算機(jī)的某個(gè)硬件寄存器里而不是內(nèi)存中，以提高程序的運(yùn)行速度。不過，這只是反映了程序員的主觀意愿，編譯器可以忽略寄存器存儲(chǔ)類型修飾符。寄存器變量的地址是無法取得的，因?yàn)榻^大多數(shù)計(jì)算機(jī)的硬件寄存器都不占用內(nèi)存地址。而且，即使編譯器忽略寄存器類型修飾符把變量放在可設(shè)