變量的定義與聲明

變量的定義從前面的章節(jié)可以看出，程序中所有的東西幾乎都有名字。然而字面量卻是個(gè)例外，它沒(méi)有名字。那么使用變量，我們就可以為某個(gè)值取名字了。實(shí)際上，我們是為系統(tǒng)內(nèi)存中用于保存數(shù)據(jù)的某塊空間取名字。ANSIC規(guī)定：變量必須“先定義、后使用”，因此當(dāng)用C定義變量時(shí)，不僅需要指定變量名，而且還必須告訴編譯器其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型，變量類型告訴編譯器應(yīng)該在內(nèi)存中為變量名分配多大的存儲(chǔ)單元，用來(lái)存放相應(yīng)變量的值（變量值），而變量?jī)H僅是存儲(chǔ)單元的別名，供變量使用的最小存儲(chǔ)單元是字節(jié)（Byte）。由此可見(jiàn)，每個(gè)變量都占據(jù)一個(gè)特定的位置，每個(gè)存儲(chǔ)單元的位置都由“地址”唯一確定并引用，就像一條街道上的房子由它們的門牌號(hào)碼標(biāo)識(shí)一樣。即從變量中取值就是通過(guò)變量名找到相應(yīng)的存儲(chǔ)地址，然后讀取該存儲(chǔ)單元中的值，而寫一個(gè)變量就是將變量的值存放到與之相應(yīng)的存儲(chǔ)地址中去。由于變量的定義不是可執(zhí)行代碼，因此要求局部變量的定義必須位于用“{}包圍的程序塊”的開頭，即在可執(zhí)行代碼的前面。比如：intlower_limit=80; //定義lower_limit為整型變量即在定義lower_limit為int類型數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)就已經(jīng)為變量lower_limit分配了存儲(chǔ)單元。請(qǐng)注意區(qū)分變量名和變量值這兩個(gè)不同的概念，其中，lower_limit為變量名，80為變量lower_limit的值，即存放在變量lower_limit的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)。那么到底如何獲得變量的地址呢？C語(yǔ)言使用“&（地址運(yùn)算符）加變量名”的方式獲取變量的地址，比如，&lower_limit就代表變量lower_limit的地址，詳見(jiàn)后續(xù)相關(guān)章節(jié)的描述。一個(gè)定義只能指定一種變量類型，雖然后面所帶的變量表可以包含一個(gè)或多個(gè)該類型的變量：intlower_limit,upper_limit,sum;但如果將一個(gè)定義語(yǔ)句中的多個(gè)變量拆開在多個(gè)定義語(yǔ)句中定義的話：intlower_limit;//lower_limit為數(shù)據(jù)下限intupper_limit;//upper_limit為數(shù)據(jù)上限intsum;//sum為求和的結(jié)果則可在各個(gè)定義語(yǔ)句中添加注釋，則大大提高了程序的可閱讀性，而且修改起來(lái)更加方便，但C編譯器會(huì)忽略在每行右邊用于描述變量用途的注釋語(yǔ)句。與此同時(shí)還可以在定義中，對(duì)變量進(jìn)行初始化，即允許在變量名的后面緊跟一個(gè)等號(hào)以及一個(gè)表達(dá)式。intlower_limit=1;intupper_limit=lower_limit+50;intsum;外部變量的聲明由于變量lower_limit是在別的文件中定義的，那么只要在引用之前用關(guān)鍵字extern對(duì)該變量作“外部變量聲明”即可，無(wú)需再為變量lower_limit分配存儲(chǔ)單元，這種情況稱之為聲明或引用性聲明。比如：externintlower_limit; //將已定義的外部變量lower_limit的作用域擴(kuò)展到此在這里將extern置于變量前，就是為了告訴編譯器變量lower_limit這個(gè)名字已經(jīng)在別的文件中被定義了，因此遇到此變量時(shí)，需在其它模塊中尋找與之相應(yīng)的定義。有時(shí)程序是由多個(gè)源程序文件組成的，那么只需要在其中任一個(gè)文件中定義外部變量lower_limit，而在另一個(gè)文件中用extern對(duì)變量lower_limit作“外部變量聲明”，即可將外部變量的作用域擴(kuò)展到其它文件。當(dāng)extern用于聲明外部變量時(shí)，則類型名可寫也可不寫，由于聲明變量不是定義變量，，則可以不指定類型，只需寫出變量名即可。比如：externlower_limit;注意：extern不僅可用于聲明變量，而且還可以用于聲明數(shù)組和指針，以及用于聲明外部函數(shù)，詳見(jiàn)后續(xù)相關(guān)章節(jié)的描述。靜態(tài)變量的定義當(dāng)用static修飾變量時(shí)，則全局變量與局部變量都保存在內(nèi)存的靜態(tài)區(qū)。即便函數(shù)運(yùn)行結(jié)束，而靜態(tài)變量的值都不會(huì)被銷毀，以后仍然還可以繼續(xù)使用。(1)靜態(tài)全局(外部)變量當(dāng)static用于定義外部變量時(shí)，則變量?jī)H被所定義的文件使用，而其它文件則無(wú)法使用它。比如：staticunsignedchar __GucTask0; //任務(wù)0測(cè)試變量使用靜態(tài)全局變量的好處就是在進(jìn)行模塊化程序開發(fā)時(shí)，不用擔(dān)心外部變量名的沖突，只需在每個(gè)文件中定義全局變量時(shí)加上static即可。（2）靜態(tài)局部變量靜態(tài)局部變量則是在函數(shù)體內(nèi)定義的，那么只能在這個(gè)函數(shù)中使用。注意：static還可以用于修飾函數(shù)，如果在函數(shù)前加static,則該函數(shù)只能成為被本文件中的其它函數(shù)所調(diào)用的靜態(tài)函數(shù)（內(nèi)部函數(shù)），其好處就是不用擔(dān)心函數(shù)名的沖突，便于模塊化開發(fā)，詳見(jiàn)后續(xù)相關(guān)章節(jié)的描述。后記：任何一本教材都有一定的側(cè)重點(diǎn)和面向的讀者群，本教材是為“高等學(xué)校電類專業(yè)新概念教材.卓越工程師教育叢書”而寫作的配套圖書，適當(dāng)?shù)擞?jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的編程，重點(diǎn)強(qiáng)化了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中的程序設(shè)計(jì)，并將后續(xù)教材中與常用算法以及嵌入式操作系統(tǒng)微小內(nèi)核關(guān)聯(lián)較大的內(nèi)容提前作了鋪墊，為初學(xué)者讀懂《項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)——單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教材中的TingOS51操作系統(tǒng)微小內(nèi)核源代碼，并最終獨(dú)立寫出一個(gè)屬于自己的基于32位Cortex-M0核的嵌入式操作系統(tǒng)MiCOS（《ARM嵌入式系統(tǒng)初級(jí)教程（基于Cortex-M0）》教材的最后一章僅詳細(xì)地介紹了一個(gè)微小內(nèi)核的設(shè)計(jì)思想，但未給出源代碼，要求初學(xué)者自己完成）打下扎實(shí)基礎(chǔ)。雖然過(guò)來(lái)人常常告訴初學(xué)者，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)一定多閱讀經(jīng)典程序，一定要多上機(jī)編程，但總不見(jiàn)他們“多”起來(lái)，90%以上的大學(xué)生卻感到寫程序是一件非常痛苦的事情，以至于對(duì)所學(xué)的專業(yè)沒(méi)有絲毫的興趣。而大多數(shù)人普遍缺乏閱讀源代碼的方法和耐心，說(shuō)句實(shí)在話，連“書（即程序的設(shè)計(jì)思想）”都沒(méi)有“真正地”看懂（想一想什么是“真正地”？），那又怎么會(huì)編程呢？雖然大凡高手都是“山寨”過(guò)來(lái)的，但要“山寨”出水平來(lái)卻不是一件容易的事情。其實(shí)并不難，關(guān)鍵是方法出了問(wèn)題，我們都是“凡人”，不要與那些“聰明人”相比，我們應(yīng)該下點(diǎn)苦功夫，用點(diǎn)土辦法，踏踏實(shí)實(shí)地賣苦力，肯定會(huì)有所突破，我將另行撰文作經(jīng)驗(yàn)介紹。其實(shí)剛開始我也沒(méi)有搞清楚“聲明與定義”的概念和含義，只會(huì)編程搞得我云里霧里，到底有沒(méi)有辦法搞清楚？其實(shí)“定義”不僅說(shuō)明了保存的數(shù)據(jù)類型，而且還為變量分配了空間，即變量所占的字節(jié)數(shù)，那么你不妨寫一段程序，看看與之對(duì)應(yīng)的匯編代碼便知道了。由此可見(jiàn)，“聲明”一個(gè)常量其實(shí)也是“定義”，比如，“constintwidth=80;”，因?yàn)橄到y(tǒng)為width分配了一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。暫時(shí)沒(méi)有搞清楚沒(méi)有關(guān)系，但一定不能放過(guò)?。。‰m然很多人閱讀過(guò)K/OS-II操作系統(tǒng)的源代碼，可到頭來(lái)還是不會(huì)寫一個(gè)簡(jiǎn)單的OS,即便有些人很認(rèn)真地“寫”了一個(gè)，但實(shí)際上卻是“抄”來(lái)的，為什么？很多人想要通過(guò)修改，期望搞出一點(diǎn)“不一樣”的意思出來(lái)卻非常困難。我認(rèn)為，當(dāng)初學(xué)者只有具備了一定的基礎(chǔ)之后，才有成為高手的興趣和可能，這就是作者的教學(xué)思想和出發(fā)點(diǎn)。常變量的聲明為了提高程序的可閱讀性與可維護(hù)性，ANSIC允許用戶命名常量（namedconstant，聲明為const的變量）。當(dāng)它被初始化之后，它的值便不能改變。ANSIC規(guī)定：可以使用const關(guān)鍵字聲明常量，修飾符const可以用在類型說(shuō)明符前，也可以用在類型說(shuō)明符后。比如：intconstMAX_LENGTH=78; //命名常變量的最佳方式是使用大寫字母constintMAX_LENGTH=78; //MAX_LENGTH的初值為78雖然const修飾的值是常量，而實(shí)際上MAX_LENGTH卻是一個(gè)只讀變量。通過(guò)匯編代碼可以看出，編譯器僅僅給出了MAX_LENGTH變量對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址，卻并沒(méi)有為MAX_LENGTH變量分配存儲(chǔ)空間，而是將其保存在符號(hào)表中，編譯器在編譯時(shí)直接進(jìn)行“替換”優(yōu)化。*注意：const除了可以修飾只讀變量之外，還可以用于修飾數(shù)組、指針、函數(shù)的參數(shù)與函數(shù)的返回值，詳見(jiàn)后續(xù)相關(guān)章節(jié)的描述。5.標(biāo)識(shí)符ANSIC規(guī)定標(biāo)識(shí)符只能由字母、數(shù)字和下劃線3種字符組成，且第1個(gè)字符必須為字母或下劃線。比如：__GucTask0*注意：C是區(qū)分大小寫字母的語(yǔ)言，也就是說(shuō)，由相同字母組成的字符，如果大小寫不同，就會(huì)被看做不同的字符。比如，命名age與sum的變量與Age或AGE以及Sum的變量就是不同的變量。一般來(lái)說(shuō)，變量名常用小寫字母來(lái)表示，比較符合人們的閱讀習(xí)慣。雖然ANSIC并沒(méi)有規(guī)定標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度，但各個(gè)編譯器都有自己的規(guī)定，比如，TurboC則允許變量名最多不超過(guò)32個(gè)字母。關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)：變量的聲明與定義廣義地說(shuō)，聲明包含定義，但并非所有的聲明都是定義。對(duì)于“intlower_limit;”來(lái)說(shuō)，它既是聲明又是定義；而對(duì)“externlower_limit;”來(lái)說(shuō)，它是聲明不是定義。“聲明”僅僅告訴編譯器變量名的值的類型而已，不會(huì)生成目標(biāo)代碼，當(dāng)然也不會(huì)給它分配存儲(chǔ)空間，更不會(huì)增大可執(zhí)行程序的體積。由于聲明并不分配存儲(chǔ)空間，因此同一個(gè)聲