C語言中局部變量和全局變量_等在內(nèi)存中的存放位置

1、C語言中局部變量和全局變量 變量的存儲類別(static,extern,auto,register) 8.8   局部變量和全局變量在討論函數(shù)的形參變量時曾經(jīng)提到，形參變量只在被調用期間才分配內(nèi)存單元，調用結束立即釋放。這一點表明形參變量只有在函數(shù)內(nèi)才是有效的，離開該函數(shù)就不能再使用了。這種變量有效性的范圍稱變量的作用域。不僅對于形參變量，語言中所有的量都有自己的作用域。變量說明的方式不同，其作用域也不同。語言中的變量，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    局部變量也稱為內(nèi)部變量。局部變量是在函數(shù)內(nèi)作定義說明

2、的。其作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開該函數(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)。關于局部變量的作用域還要說明以下幾點：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，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的變量。因為主函數(shù)也是一個函數(shù)，它與其它函數(shù)是平行關系。這一點是與其它語言不同的，應予以注意。2)     形參變量是屬于被調函數(shù)的局部變量，實參變量是屬于主調函數(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，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發(fā)生混淆。如在前例中，形參和實參的變量名都為n，是完全允許的。4)     在復合語句中也可定義變量，其作用域只在復合語

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三個變量，其中k未賦初值。而在復合語句內(nèi)又定義了一個變量k，并賦初值為8。應該注意這兩個k不是同一個變量。在復合語句外由main定義的k起作用，而在復合語句內(nèi)則由在復合語句內(nèi)定義的k起作用。因此程序第4行的k為main所定義，其值應為5。第7行輸出k值，該行在復合語句內(nèi)，由復合語句內(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是在整個程序中有效的，

8、第7行對i賦值為3，故以輸出也為3。而第9行已在復合語句之外，輸出的k應為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。它不屬于哪一個函數(shù)，它屬于一個源程序文件。其作用域是整個源程序。在函數(shù)中使用全局變量，一般應作全局變量說明。只有在函數(shù)內(nèi)經(jīng)過說明的全局變量才能使用。全局變量的說明符為extern。但在一個函數(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)又無對x,y的說明，所以它們在f1內(nèi)無效。a,b定義在源程序最前面，因此在f1,f2及main內(nèi)不加說明也可使用?！纠?.13】輸入正方體的長寬高l,w,h。求體積及三個面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   變量的存儲類別8.9.1 動態(tài)存儲方式與靜態(tài)動態(tài)存儲方式前面已經(jīng)介紹了，從變量的作用域（即從空間）角度來分，可以分為全局變量和局部變量。從另一個角度，從變量值存在的作時間（即生存期）角度來分，可以分為靜態(tài)存儲方式和動態(tài)存儲方式。靜態(tài)存儲方式：是指在程序運行期間分配固定的存儲空間的方式。動態(tài)存儲

14、方式：是在程序運行期間根據(jù)需要進行動態(tài)的分配存儲空間的方式。用戶存儲空間可以分為三個部分：1)       程序區(qū)；2)       靜態(tài)存儲區(qū)；3)       動態(tài)存儲區(qū)；全局變量全部存放在靜態(tài)存儲區(qū)，在程序開始執(zhí)行時給全局變量分配存儲區(qū)，程序行完畢就釋放。在程序執(zhí)行過程中它們占據(jù)固定的存儲單元，而不動態(tài)地進行分配和釋放；動態(tài)存儲區(qū)存放以下數(shù)據(jù)：1)     &#

15、160; 函數(shù)形式參數(shù)；2)       自動變量（未加static聲明的局部變量）；3)       函數(shù)調用實的現(xiàn)場保護和返回地址；對以上這些數(shù)據(jù)，在函數(shù)開始調用時分配動態(tài)存儲空間，函數(shù)結束時釋放這些空間。在c語言中，每個變量和函數(shù)有兩個屬性：數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)的存儲類別。8.9.2 auto變量函數(shù)中的局部變量，如不專門聲明為static存儲類別，都是動態(tài)地分配存儲空間的，數(shù)據(jù)存儲在動態(tài)存儲區(qū)中。函數(shù)中的形參和在函數(shù)中定義的變量（包括在復合語句中定義的變量），都屬此類，在調

16、用該函數(shù)時系統(tǒng)會給它們分配存儲空間，在函數(shù)調用結束時就自動釋放這些存儲空間。這類局部變量稱為自動變量。自動變量用關鍵字auto作存儲類別的聲明。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自動變量*/a是形參，b，c是自動變量，對c賦初值3。執(zhí)行完f函數(shù)后，自動釋放a，b，c所占的存儲單元。關鍵字auto可以省略，auto不寫則隱含定為“自動存儲類別”，屬于動態(tài)存儲方式。8.9.3 用sta

17、tic聲明局部變量有時希望函數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調用結束后不消失而保留原值，這時就應該指定局部變量為“靜態(tài)局部變量”，用關鍵字static進行聲明?！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);對靜態(tài)局部變量的說明：1)     靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲類別，在靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)分配存儲單元。在程序整個運行期間都不釋放。而自動變量（即動態(tài)局

18、部變量）屬于動態(tài)存儲類別，占動態(tài)存儲空間，函數(shù)調用結束后即釋放。2)     靜態(tài)局部變量在編譯時賦初值，即只賦初值一次；而對自動變量賦初值是在函數(shù)調用時進行，每調用一次函數(shù)重新給一次初值，相當于執(zhí)行一次賦值語句。3)     如果在定義局部變量時不賦初值的話，則對靜態(tài)局部變量來說，編譯時自動賦初值0（對數(shù)值型變量）或空字符（對字符變量）。而對自動變量來說，如果不賦初值則它的值是一個不確定的值?！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);說明：1)&#

20、160;      只有局部自動變量和形式參數(shù)可以作為寄存器變量；2)       一個計算機系統(tǒng)中的寄存器數(shù)目有限，不能定義任意多個寄存器變量；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，它的作用域為從變量定義處開始，到本程序文件的末尾。如果外部變量不在文件的開頭定義，其有效的作用范圍只限于定義處到文件終了。如果在定義點之前的函數(shù)想引用

21、該外部變量，則應該在引用之前用關鍵字extern對該變量作“外部變量聲明”。表示該變量是一個已經(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?！纠?.18】用extern聲明外部變量，擴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，因此本來在main函數(shù)中不能引用外部變量A，B。

22、現(xiàn)在我們在main函數(shù)中用extern對A和B進行“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。對于malloc而來的變量存儲在堆（heap）中，局部變量都存儲在棧（stack）中。堆和棧的區(qū)別： 堆和棧的區(qū)別 一個由c/C+編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分 1、棧區(qū)（stack） 由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結構中的棧。 2、堆區(qū)（heap） 一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，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。 程序結束后由系統(tǒng)釋放 5、程序代碼區(qū)存放函數(shù)體的二進制代碼。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。 全局變量是沒有定義存儲類型的外部變量,其作用域是從定義點到程序結束.省略了存儲類型符,系統(tǒng)將默認為是自動型. 靜態(tài)全局變量是定義存儲類型為靜態(tài)型的外部變量,其作用域是從定義點到程序結束,所不同的是存儲類型決定了存儲地點,靜態(tài)型變量是存放在內(nèi)存的數(shù)據(jù)區(qū)中的,它們在程序開始運行前就分配了固定的字節(jié),在程序運行過程中被分配的字節(jié)大小是不改變的.只有程序運行結束后,才釋放所

25、占用的內(nèi)存. 自動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)存在程序運行中是重復使用的.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識符。它告訴編譯器“這個函數(shù)或變量在某處可找到，它的模樣象什么”。而定義是說：“在這里建立變量”或“在這里建立函數(shù)”。它為名字分配存儲空間。無論定義的是函數(shù)還是變量，編譯器都要為它們在定義點分配存儲空間。對于變量，編譯器確定變量的大小，然后在內(nèi)存中開辟空間來保存其數(shù)據(jù)，對于函數(shù)，編譯器會生成代碼，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)，但只能有一個定義（有時這稱為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)標識符x，編譯器則把這一標識符看成是定義并立即為它分配存儲空間。 。 對“變量聲明”的解釋向來模糊且自相矛盾。 函數(shù)聲明包括函數(shù)類型、函數(shù)名、參數(shù)列表和一個分號，這些信息足以編譯器認出它是一個函數(shù)聲明并可識別出這個函數(shù)的外部特征。由此推斷，變量聲明應是類型標識后面跟一個標識符。如int a;但這產(chǎn)生了一個矛盾，這段代碼有足夠的信息讓編譯器為之分配存儲空間，而且編譯器也確實給之分配了存儲空間。要解決這個問題，對于C和C需要一個關鍵字來說明“這是一個聲明，它的定義在別的地方”，這個關鍵字就是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