C语言第九回合：作用域和存储类型
【学习目标】
1. 局部变量
2. 全局变量
3. 存储类型
4. 内存
A: 局部变量
局部变量也称为内部变量。局部变量是在函数内定义说明。
作用域：仅在声明的函数或复合语句内内，有效区也在函数或复合语句内。
B: 全局变量
全局变量也称为外部变量，是在函数外定义的变量。
作用域：整个与程序文件
PS: 局部变量和全局变量是按照作用域来划分的。
#include <stdio.h>
int numuber; //全局变量
//作用范围为整个本文件
//定义print函数.无参数，也无返回值
void print( void )
{
float score; //局部变量
//作用范围为print函数内
return ; //作为print的结束标志
}
int main( void )
{
//局部变量score可以同名
float score; //局部变量
//作用范围为main函数内
print();
return 0;
}
C: auto的使用
在函数或复合语句内部，如不声明变量为static存储类型，则就称该变量为auto变量
PS:C 语言规定，关键字auto可以省略(默认条件下都是auto)。
D: static的使用
（1）修饰变量(存在内存的静态区)
（a） 静态局部变量：是用static修饰的局部变量。
PS:静态局部变量保存在静态数据区，生命周期和程序相同。特别注意，静态局部变量只能在被定义的函数内使用，保存的只一直存在！
（b） 静态全局变量：是用static修饰的全局变量。
PS：静态全局变量只能作用域声明的文件中，不能被其他文件引用。
( 2)修饰函数(静态函数，又称内部函数)
在函数前加上static，就成为静态函数。这里的’static’意思不是指存储方式，而是指对函数的作用仅局限于本文件
//功能：观察静态局部变量
#include <stdio.h>
//静态函数定义
//定义静态的print函数，作用范围只能在本文本中
//返回值为void，参数也为void
static void print( void )
{
static intnum= 0; //静态局部变量的定义
num++; //num=num+ 1;
printf("%d\n", num );
return; //返回类型为void，所以不返回什么。这样写可以提高可读性
}
int main( void )
{
//auto变量的定义
floatscore= 99.0; //等同于 autofloat score= 99.0;
//第一次调用print函数
printf("第一次调用后，num的值: " );
print();
//第二次调用print函数
printf("第二次调用后, num的值: " );
print();
return 0;
}
运行结果：
我们会发现，num的值是在前一次调用后的值基础上自加的。
E: register变量（寄存器变量）
用register修饰的变量，就是register变量。register:这个关键字请求编译器尽可能的将变量存在CPU内部寄存器中而不是通过内存寻址访问以提高效率。(是尽可能，但不是绝对，因为CPU的寄存器个数有限！！)
PS: 虽然寄存器的速度非常快，但是使用register修饰符也有些限制的:register变量必须是能被CPU寄存器所接受的类型。意味着register变量必须是一个单个的值，并且其长度应小于或等于整型的长度。而且 register变量可能不存放在内存中，所以不能用取址运算符“&”来获取register变量的地址。
F: extern的使用
关键字extern可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中
【扩展知识】
在看下面程序时，先看看这点知识。这是在自定义头文件中经常使用的
//(整体作用)防止头文件被重复引用 #ifndef TEXTC_H #define TEXTC_H //内容。。。 #endif
testc.h文件中【注意:这是自定义的头文件】
//textc.h文件 //extern的使用 #ifndef TEXTC_H //(整体作用)防止头文件被重复引用 #define TEXTC_H int number= 100; float score= 99.9; char ch= 'A'; #endif
main.c文件
#include <stdio.h>
#include "textc.h" //自定义的头文件。打“”的意思是先在当前文件目录下查找头文件
int main( void )
{
extern int number; //声明number已定义。下同。
extern float score;
extern char ch;
printf("number= %d\n", number );
printf( " score= %.1f\n", score );
printf( " ch= %c\n", ch );
return0;
}
main.c必须与testc.h一起！
运行结果:
G：内存
内存可以分为三个部分：堆、栈和静态区【堆就是堆，栈就是栈】
- 堆：由malloc系列函数分配的内存。其生命周期由free或delete决定。 特点：使用灵活，空间比较大，但容易出错。
- 栈：保存局部变量。栈上的内容只在函数内存在，当函数运行结束，就会自行销毁。 特点：效率高，但使用大小有限。
- 静态区：保存自动全局变量和static变量。静态区的内容在整个程序的生命周期内都存在。
//堆、栈和静态区的程序解释
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //for函数malloc()和exit()提供原函数
//定义内存分配函数Malloc,无参数也无返回值
void Malloc( void )
{
intnum= 100; //局部变量，存储在栈中，函数一结束就销毁内存
char*str; //定义一个char类型的指针变量
//malloc函数的使用，分配100个字节空间
str=( void* )malloc( num* sizeof( char ) ); //强制类型的转换
if(str== NULL )
{
printf("内存分配失败\n" );
exit(1 ); //程序退出
}
//str动态内存分配成功，存储在堆中。
return ;
}
//定义静态全局函数
static int number= 1 ; //存储在静态区，只有当程序结束时才会被销毁
int main( void )
{
floatscore= 99.9; //局部变量，存储在栈中
return 0;
}
H：内存分配函数
【扩展知识】在使用这些函数前必须”科普”一下
1. size_t就是unsignedint 的别名，因为大小不允许为负数。
2. void *(空类型指针)可以强制换为任何类型指针，但不允许逆操作！
3. sizeof()是求字节大小，但不可以求动态分配的内存。
4. void perror ( const char * str);打印错误信息
( 1 ) malloc的使用
原型:void* malloc (size_t size);
分配size大小的字节内存，并返回指向内存开始的指针
//malloc使用例子
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //malloc,free.exit
int main( void )
{
unsignedint num; //定义无符号int型变量
char*str; //定义char类型指针变量str
num=100; //赋值语句，把100赋值给num
//为str分配100个字节
str=( char* )malloc( num* sizeof( char ) );
if(str== NULL ) // 检测是否分配成功
{
perror( "内存分配失败\n");
exit( 1 ); //退出程序
}
else
{
printf("内存分配成功\n" );
}
free(str );//释放分配的内存
str=NULL; //把NULL赋值给str，防止成为野指针
return 0;
}
(2 ) calloc的使用
原型：void* calloc (size_t num, size_t size); //size为类型大小，num为个数
分配num* size大小的内存空间，并初始化为0，再返回指向内存开始的指针
//calloc的使用
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main( void )
{
unsignedint num;
inti;
int*array; //定义int型指针
num=10 ;
//分配num*sizeof( int )大小的内存，并全初始化为0
array=( int * )calloc( num, sizeof( int ) );
if(array== NULL )
{
perror("内存分配失败\n" );
exit(1 ); //退出程序
}
else
{
printf("内存分配成功\n" );
for(i= 0; i< num; i++ )
{
printf("%d ", array[ i ] ); //可以同过数组的访问方式范围元素
}
}
//释放内存
free(array );
array=NULL;
return 0;
}
运行结果:
内存分配成功
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
(3 ) realloc的使用
原型:void* realloc (void* ptr, size_t size);
改变指针ptr的内存大小
//realloc的使用
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // malloc realloc,free,exit
int main( void )
{
unsignedint num= 5;
inti= 0;
int*array= NULL;
int*more_array= NULL;
array=( int * )calloc( num, sizeof( int ) );
if(array== NULL )
{
perror("内存分配失败\n" );
exit(1 );
}
printf("calloc:内存分配成功\n");
//给数组array赋值
for( i= 0; i< num; i++ )
{
array[i ]= i;
}
printf("再次分配内存前: " );
for(i= 0; i< num; i++ )
{
printf("%d ", array[ i ] );
}
//realloc从新分配内存
num=10;
more_array=realloc( array, num* sizeof( int ) );
if(array== NULL )
{
perror("内存分配失败\n" );
exit(1 );
}
printf("\n\nrealloc:内存分配成功\n" );
//给数组more_array赋值
for(i= 0; i< num; i++ )
{
array[i ]= i;
}
printf("再次分配内存后: " );
for(i= 0; i< num; i++ )
{
printf("%d ", array[ i ] );
}
free(array );
array=NULL;
return0;
}
运行结果:
calloc:内存分配成功
再次分配内存前:0 1 2 3 4
realloc:内存分配成功
再次分配内存后:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(4 ) free的使用
原型: void free (void* ptr);
【指尖的微笑】错误在所难免，希望得到大家的指正^-^
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