王希琴

（包頭財(cái)經(jīng)學(xué)校，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

C語(yǔ)言中變量的解析

王希琴

（包頭財(cái)經(jīng)學(xué)校，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

通過對(duì)C語(yǔ)言中四種變量的不同方面的介紹，可以讓我們更精確地掌握它并根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的變量來(lái)應(yīng)用開發(fā)出高質(zhì)量的軟件.

作用域；存儲(chǔ)類型；全局變量；局部變量；靜態(tài)變量；寄存器變量

一直以來(lái)，對(duì)于初學(xué)者而言，函數(shù)就是一個(gè)比較難以掌握的問題，尤其是函數(shù)中的變量更是讓初學(xué)者理不出一個(gè)明確的思路，因而不能清晰的去掌握，所以也不敢去輕易地應(yīng)用，浪費(fèi)了c中精華、寶貴的資源.下面做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)和概括，希望能給初學(xué)者一點(diǎn)點(diǎn)的幫助.c的變量的應(yīng)用分為以下幾個(gè)部分：

1 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(yǔ)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.

1.1 局部作用域.變量的局部作用域，他們都是聲明在函數(shù)或語(yǔ)句塊的內(nèi)部，無(wú)法被其他函數(shù)或語(yǔ)句塊的代碼所訪問.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(yǔ)句塊.

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.在兩個(gè)函數(shù)出現(xiàn)同名的變量不會(huì)互相干擾.所以上面的兩個(gè)輸出，在主函數(shù)里是5，在add()函數(shù)里輸出是6.

1.2 全局作用域.對(duì)于具有全局作用域的變量，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.

上面的main()和add()里面，并沒有聲明num，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，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.

1.3 文件作用域.文件作用域在較大程序中很有作用.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)中可見.所謂轉(zhuǎn)換單元是指定義這些變量和函數(shù)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.

上面的程序中變量num和函數(shù)add()在聲明中采用了static存儲(chǔ)類型修飾符，這使得它們具有文件作用域.

2 變量存儲(chǔ)類型

前面我們說了，聲明變量時(shí)用如下形式：

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(lái)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).

2.1 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)行到定義該變量的語(yǔ)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.

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.

2.2 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僅局限于聲明它的語(yǔ)句塊中，但是在語(yǔ)句塊執(zhí)行期間，變量將始終保持它的值.而且，初始化值只在語(yǔ)句塊第一次執(zhí)行時(shí)起作用.在隨后的運(yùn)行過程中，變量將保持語(yǔ)句塊上一次執(zhí)行時(shí)的值.看下面兩個(gè)對(duì)應(yīng)的程序：

上面兩個(gè)源文件，只有函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51 51 51；這很好理解，每次初始值都是50，然后加1上來(lái).對(duì)于2.C文件，輸出結(jié)果為51 52 53；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.經(jīng)過比較就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的不同之處了.靜態(tài)變量在遞歸函數(shù)中經(jīng)常使用到.

2.3 外部存儲(chǔ)類型.外部存儲(chǔ)類型聲明了程序?qū)⒁玫降?、但尚未定義的外部變量.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.

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.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：第一行為1.c；第二行為2.c

可在編輯狀態(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(wú)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(wú)法確定的引用，等到所有編譯好的目標(biāo)代碼連接成一個(gè)可執(zhí)行程序模塊時(shí)，再來(lái)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.

2.4 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(wú)法得到其地址外，其余都和自動(dòng)變量一樣.

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(wú)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)定地址的內(nèi)存中，我們也無(wú)法取地址的限制仍然存在.

要想有效的利用寄存器存儲(chǔ)類型，必須象匯編語(yǔ)言程序員那樣了解處理器的內(nèi)部構(gòu)造，知道可用于存放變量的寄存器的數(shù)量和種類，以及他們是如何工作的.但是，不同計(jì)算機(jī)在這些細(xì)節(jié)上未必是一樣的，因此對(duì)于一個(gè)可移植的程序來(lái)說，寄存器存儲(chǔ)類型的作用不大.特別是現(xiàn)在很多編譯器都能提供很好的優(yōu)化效果，遠(yuǎn)比程序員來(lái)選擇有效的多.不過，寄存器存儲(chǔ)類型還是可以為優(yōu)化器提供重要的參考.

最后，還是總結(jié)一下定義為不同類型的變量的相同和不同之處，以便于更好地運(yùn)用.

TP312

A

1673-260X（2010）02-0045-02

?