C语言学习之变量存储
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C语言中对变量的说明包括两方面的内容：变量类型以及变量的存储类型。变量类型如：int（整形），char（字符型）是用来说明变量所占用的内存空间的大小。变量存储类型用来说明变量的作用范围。
C语言的变量存储类有：自动类、寄存器类、静态类和外部类。
关键字auto加在变量名及其类型前，用来说明它是自动变量。局部变量是指在函数内部说明的变量(有时也称为自动变量)。用关键字auto进 行说明, 当auto省略时, 所有的非全程变量都被认为是局部变量, 所以auto实际上 从来不用。 局部变量在函数调用时自动产生, 但不会自动初始化, 随函数调用的结束, 这个变量也就自动消失了, 下次调用此函数时再自动产生, 还要再赋值, 退出时又自动消失。
static称为静态变量。根据变量的类型可以分为静态局部变量和静态全程变量。
1. 静态局部变量
它与局部变量的区别在于: 在函数退出时, 这个变量始终存在, 但不能被其它
函数使用, 当再次进入该函数时, 将保存上次的结果。其它与局部变量一样。
2. 静态全程变量
静态 全程变量就是指只在定义它的源文件中可见而在其它源文件中不可见的变量。它与
全程变量的区别是: 全程变量可以再说明为外部变量(extern), 被其它源文件使用,而静态全程变量却不能再被说明为外部的, 即只能被所在的源文件使用。
extern称为外部变量。为了使变量除了在定义它的源文件中可以使用外, 还要 被其它文件使用。因此, 必须将全程变量通知每一个程序模块文件, 此时可用 extern来说明。
寄存器变量to能够长在执行速度很重要的情况下使用。其思想是告诉编译程序把该变量放在一个CPU寄存器中。因为数据在寄存器中操作比在内存中快，这样就提高了程序代码的执行速度。寄存器变量的说明是在变量名及类型之前加上关键字register。值得注意的是取地址运算符不能作用于寄存器变量。
file1.c
#include stdlib.h
#include stdio.h
int reset();
int next();
int last();
int sum(int );
int i=1;
void main()
{
auto int i,j;
i=reset();
for(j=1;j=3;j++)
{
printf("i=%d\tj=%d\n",i,j);
printf("next(i)=%d\n",next());
printf("last(i)=%d\n",last());
printf("sum(i+j)=%d\n",sum(i+j));
}
}
file2.c文件
static int i=10;
int next()
{
return(i+=1);
}
int last()
{
return(i-=1);
}
int sum(int i)
{
static int j=5;
return(i=j+=i);
}
file3.c文件
extern int i;
reset()
{
return(i);
}
运行结果：
i=1 j=1
next(i)=11
last(i)=10
sum(i+j)=7
i=1 j=2
next(i)=11
last(i)=10
sum(i+j)=10
i=1 j=3
next(i)=11
last(i)=10
sum(i+j)=14
具体分析一下三个文件中的变量的种类。
在file1.c的开头声明i是外部变量，并出示化为1。而在main函数内部，说明了两个自动变量i和j，这样在main内部出现的i就是自动量。在file3.c的开头说明i是外部的，表明它与file1.c定义的i是同一个变量，所以reset的值返回的就是这个i的当前值1。file2.c文件已开始就定义了变量i，并声明为静态变量，因此它的使用范围只在当前文件中使用。然而从函数sum中定义来看，其内部用到的i是形式参数，j是内部静态变量，它们与以前的i,j都不同。
具体执行过程分析如下：
首先程序经过编译后声称可执行文件，运行可执行文件后，函数从Main函数体进入，在初始化的过程中得到i为全局变量，初值为1。进入main函数后首先调用函数reset()，进入文件file3.c，文件file3.c声明i为外部变量，所以此时i的值为1，则返回的值为1。函数reset()执行完后返回主函数，继续执行循环体中的程序。循环体首先调用函数next()，程序进入file2.c文件，判断i为静态变量，所以此时i的值为10，执行next()之后i的值为11，返回值为11，并将11作为i的值。当调用last()函数时，判断i的值为11，执行函数后，i的值变为10，并将10作为i的值。最后执行函数sum(i),此时值的注意的是执行程序时传递的是形参，即第一次调用时实际计算的值为sum(i+j=2),这样调用函数sum(i)后执行的结果为i=5+2=7，即为执行的结果。依次类推，分别为7，10，14。
通过以上的程序可以理解不同的存储类型的作用范围不同，在程序设计中如何灵活的使用各种不同的存储类型是能够使程序更灵活。
语言中包括了关键字auto，它可用于定义局部变量。但自从所有的非全局变量的缺省值假定为auto以来，auto就几乎很少使用了。
在c或者以前的c++中，auto关键字基本上可以被无视：比如这个局部变量：int
a
=
100；auto
int
a
=
100；并没有什么区别。
但是在vc2010中，auto已经有了新的含义，它可以对类型进行推断使得我们在使用的时候可以这样auto
a
=
100；那么a就是int类型，初始值为100。
extern int x,y; 说明x,y为外部整型变量
下面分别介绍以上四种存储类型：
一、自动变量的类型说明符为auto。
这种存储类型是C语言程序中使用最广泛的一种类型。C语言规定， 函数内凡未加存储类型说明的变量均视为自动变量， 也就是说自动变量可省去说明符auto。 在前面各章的程序中所定义的变量凡未加存储类型说明符的都是自动变量。例如：
{ int i,j,k;
char c;
……
}等价于： { auto int i,j,k;
auto char c;
……
}
自动变量具有以下特点：
1. 自动变量的作用域仅限于定义该变量的个体内。在函数中定义的自动变量，只在该函数内有效。在复合语句中定义的自动变量只在该复合语句中有效。 例如：
int kv(int a)
{
auto int x,y;
{ auto char c;
} /*c的作用域*/
……
} /*a,x,y的作用域*/
2. 自动变量属于动态存储方式，只有在使用它，即定义该变量的函数被调用时才给它分配存储单元，开始它的生存期。函数调用结束，释放存储单元，结束生存期。因此函数调用结束之后，自动变量的值不能保留。在复合语句中定义的自动变量，在退出复合语句后也不能再使用，否则将引起错误。例如以下程序：
main()
{ auto int a,s,p;
printf("\ninput a number:\n");
scanf("%d",a);
if(a0){
s=a+a;
p=a*a;
}
printf("s=%d p=%d\n",s,p);
}
{ auto int a;
printf("\ninput a number:\n");
scanf("%d",a);
if(a0){
auto int s,p;
s=a+a;
p=a*a;
}
printf("s=%d p=%d\n",s,p);
}
s,p是在复合语句内定义的自动变量，只能在该复合语句内有效。而程序的第9行却是退出复合语句之后用printf语句输出s,p的值，这显然会引起错误。
3. 由于自动变量的作用域和生存期都局限于定义它的个体内( 函数或复合语句内)， 因此不同的个体中允许使用同名的变量而不会混淆。 即使在函数内定义的自动变量也可与该函数内部的复合语句中定义的自动变量同名。例5.14表明了这种情况。
[例5.14]
main()
{
auto int a,s=100,p=100;
printf("\ninput a number:\n");
scanf("%d",a);
if(a0)
{
auto int s,p;
s=a+a;
p=a*a;
printf("s=%d p=%d\n",s,p);
}
printf("s=%d p=%d\n",s,p);
}
本程序在main函数中和复合语句内两次定义了变量s,p为自动变量。按照C语言的规定，在复合语句内，应由复合语句中定义的s,p起作用，故s的值应为a+ a，p的值为a*a。退出复合语句后的s,p 应为main所定义的s,p，其值在初始化时给定，均为100。从输出结果可以分析出两个s和两个p虽变量名相同， 但却是两个不同的变量。
4. 对构造类型的自动变量如数组等，不可作初始化赋值。
二、外部变量外部变量的类型说明符为extern。
在前面介绍全局变量时已介绍过外部变量。这里再补充说明外部变量的几个特点：
1. 外部变量和全局变量是对同一类变量的两种不同角度的提法。全局变是是从它的作用域提出的，外部变量从它的存储方式提出的，表示了它的生存期。
2. 当一个源程序由若干个源文件组成时， 在一个源文件中定义的外部变量在其它的源文件中也有效。例如有一个源程序由源文件F1.C和F2.C组成： F1.C
int a,b; /*外部变量定义*/
char c; /*外部变量定义*/
main()
{
……
}
F2.C
extern int a,b; /*外部变量说明*/
extern char c; /*外部变量说明*/
func (int x,y)
{
……
}
在F1.C和F2.C两个文件中都要使用a,b,c三个变量。在F1.C文件中把a,b,c都定义为外部变量。在F2.C文件中用extern把三个变量说明为外部变量，表示这些变量已在其它文件中定义，并把这些变量的类型和变量名，编译系统不再为它们分配内存空间。 对构造类型的外部变量， 如数组等可以在说明时作初始化赋值，若不赋初值，则系统自动定义它们的初值为0。
三、静态变量
静态变量的类型说明符是static。 静态变量当然是属于静态存储方式，但是属于静态存储方式的量不一定就是静态变量， 例如外部变量虽属于静态存储方式，但不一定是静态变量，必须由 static加以定义后才能成为静态外部变量，或称静态全局变量。 对于自动变量，前面已经介绍它属于动态存储方式。 但是也可以用static定义它为静态自动变量，或称静态局部变量，从而成为静态存储方式。
由此看来， 一个变量可由static进行再说明，并改变其原有的存储方式。
1. 静态局部变量
在局部变量的说明前再加上static说明符就构成静态局部变量。
例如：
static int a,b;
static float array[5]={1,2,3,4,5};
静态局部变量属于静态存储方式，它具有以下特点：
(1)静态局部变量在函数内定义，但不象自动变量那样，当调用时就存在，退出函数时就消失。静态局部变量始终存在着，也就是说它的生存期为整个源程序。
