變量的存儲方式可分為“靜態(tài)存儲”和“動(dòng)態(tài)存儲”兩種。
靜態(tài)存儲變量通常是在變量定義時(shí)就分定存儲單元并一直保持不變, 直至整個(gè)程序結束。5.5.1節中介紹的全局變量即屬于此類(lèi)存儲方式。動(dòng)態(tài)存儲變量是在程序執行過(guò)程中,使用它時(shí)才分配存儲單元, 使用完畢立即釋放。 典型的例子是函數的形式參數,在函數定義時(shí)并不給形參分配存儲單元,只是在函數被調用時(shí),才予以分配, 調用函數完畢立即釋放。如果一個(gè)函數被多次調用,則反復地分配、 釋放形參變量的存儲單元。從以上分析可知, 靜態(tài)存儲變量是一直存在的, 而動(dòng)態(tài)存儲變量則時(shí)而存在時(shí)而消失。我們又把這種由于變量存儲方式不同而產(chǎn)生的特性稱(chēng)變量的生存期。 生存期表示了變量存在的時(shí)間。 生存期和作用域是從時(shí)間和空間這兩個(gè)不同的角度來(lái)描述變量的特性,這兩者既有聯(lián)系,又有區別。 一個(gè)變量究竟屬于哪一種存儲方式, 并不能僅從其作用域來(lái)判斷,還應有明確的存儲類(lèi)型說(shuō)明。
在C語(yǔ)言中,對變量的存儲類(lèi)型說(shuō)明有以下四種:
auto 自動(dòng)變量
register 寄存器變量
extern 外部變量
static 靜態(tài)變量
自動(dòng)變量和寄存器變量屬于動(dòng)態(tài)存儲方式, 外部變量和靜態(tài)變量屬于靜態(tài)存儲方式。在介紹了變量的存儲類(lèi)型之后, 可以知道對一個(gè)變量的說(shuō)明不僅應說(shuō)明其數據類(lèi)型,還應說(shuō)明其存儲類(lèi)型。 因此變量說(shuō)明的完整形式應為: 存儲類(lèi)型說(shuō)明符 數據類(lèi)型說(shuō)明符 變量名,變量名…; 例如:
static int a,b; 說(shuō)明a,b為靜態(tài)類(lèi)型變量
auto char c1,c2; 說(shuō)明c1,c2為自動(dòng)字符變量
static int a[5]={1,2,3,4,5}; 說(shuō)明a為靜整型數組
extern int x,y; 說(shuō)明x,y為外部整型變量
下面分別介紹以上四種存儲類(lèi)型:
一、自動(dòng)變量的類(lèi)型說(shuō)明符為auto。
這種存儲類(lèi)型是C語(yǔ)言程序中使用最廣泛的一種類(lèi)型。C語(yǔ)言規定, 函數內凡未加存儲類(lèi)型說(shuō)明的變量均視為自動(dòng)變量, 也就是說(shuō)自動(dòng)變量可省去說(shuō)明符auto。 在前面各章的程序中所定義的變量凡未加存儲類(lèi)型說(shuō)明符的都是自動(dòng)變量。例如:
{ int i,j,k;
char c;
……
}等價(jià)于: { auto int i,j,k;
auto char c;
……
}
自動(dòng)變量具有以下特點(diǎn):
1. 自動(dòng)變量的作用域僅限于定義該變量的個(gè)體內。在函數中定義的自動(dòng)變量,只在該函數內有效。在復合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量只在該復合語(yǔ)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. 自動(dòng)變量屬于動(dòng)態(tài)存儲方式,只有在使用它,即定義該變量的函數被調用時(shí)才給它分配存儲單元,開(kāi)始它的生存期。函數調用結束,釋放存儲單元,結束生存期。因此函數調用結束之后,自動(dòng)變量的值不能保留。在復合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量,在退出復合語(yǔ)句后也不能再使用,否則將引起錯誤。例如以下程序:
main()
{ auto int a,s,p;
printf("\ninput a number:\n");
scanf("%d",&a);
if(a>0){
s=a+a;
p=a*a;
}
printf("s=%d p=%d\n",s,p);
}
s,p是在復合語(yǔ)句內定義的自動(dòng)變量,只能在該復合語(yǔ)句內有效。而程序的第9行卻是退出復合語(yǔ)句之后用printf語(yǔ)句輸出s,p的值,這顯然會(huì )引起錯誤。
3. 由于自動(dòng)變量的作用域和生存期都局限于定義它的個(gè)體內( 函數或復合語(yǔ)句內), 因此不同的個(gè)體中允許使用同名的變量而不會(huì )混淆。 即使在函數內定義的自動(dòng)變量也可與該函數內部的復合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量同名。例5.14表明了這種情況。
[例5.14]
main()
{
auto int a,s=100,p=100;
printf("\ninput a number:\n");
scanf("%d",&a);
if(a>0)
{
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函數中和復合語(yǔ)句內兩次定義了變量s,p為自動(dòng)變量。按照C語(yǔ)言的規定,在復合語(yǔ)句內,應由復合語(yǔ)句中定義的s,p起作用,故s的值應為a+ a,p的值為a*a。退出復合語(yǔ)句后的s,p 應為main所定義的s,p,其值在初始化時(shí)給定,均為100。從輸出結果可以分析出兩個(gè)s和兩個(gè)p雖變量名相同, 但卻是兩個(gè)不同的變量。
4. 對構造類(lèi)型的自動(dòng)變量如數組等,不可作初始化賦值。
二、外部變量外部變量的類(lèi)型說(shuō)明符為extern。
在前面介紹全局變量時(shí)已介紹過(guò)外部變量。這里再補充說(shuō)明外部變量的幾個(gè)特點(diǎn):
1. 外部變量和全局變量是對同一類(lèi)變量的兩種不同角度的提法。全局變是是從它的作用域提出的,外部變量從它的存儲方式提出的,表示了它的生存期。
2. 當一個(gè)源程序由若干個(gè)源文件組成時(shí), 在一個(gè)源文件中定義的外部變量在其它的源文件中也有效。例如有一個(gè)源程序由源文件F1.C和F2.C組成: F1.C
int a,b; /*外部變量定義*/
char c; /*外部變量定義*/
main()
{
……
}
F2.C
extern int a,b; /*外部變量說(shuō)明*/
extern char c; /*外部變量說(shuō)明*/
func (int x,y)
{
……
}
在F1.C和F2.C兩個(gè)文件中都要使用a,b,c三個(gè)變量。在F1.C文件中把a,b,c都定義為外部變量。在F2.C文件中用extern把三個(gè)變量說(shuō)明為外部變量,表示這些變量已在其它文件中定義,并把這些變量的類(lèi)型和變量名,編譯系統不再為它們分配內存空間。 對構造類(lèi)型的外部變量, 如數組等可以在說(shuō)明時(shí)作初始化賦值,若不賦初值,則系統自動(dòng)定義它們的初值為0。