C語言全域變數和局部變數總結

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只有不斷的學習，不斷的進步，才能不被替代。

只有你的不可替代性才決定你的價值。

-----2016年11月18日

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第一部分問題：

今天一個小夥伴問我一個問題，如圖程式1：

咋一看沒有問題啊，後來想想確實有問題，這個c=a+a;似乎是語句，必須在函數體內才能執行，後來就看到這麼一句話：

指派陳述式需要有函數執行,c語言最基本的執行體是函數,你可以初始化,但不能在函數體外賦值。

在VC++中，確實出錯，指標的地方出錯，錯誤提示：

錯誤說的是：初始化必須是一個常量。

然後我就去掉運算的c。如圖程式2：

顯示可以正常啟動並執行。然後就比較鬱悶，就問了QQ好友（矩陣）。正確答案如下：

函數體外只能進行初始化，不能進行賦值運算。如圖程式3：

提示的錯誤是：變數a被重複賦初值。

其實正確的理解就是：函數體外只能進行初始化，不能進行賦值運算。為什麼第二個程式可以執行。

因為，C語言執行過程中，對代碼進行了最佳化，把程式2中的 int a; a=10;  最佳化為一句話：int a=10;這就是初始化。所以程式2是正確的，程式3中，初始化過程中：int a=10;int a=17;肯定就出錯了。重複初始化。程式1中，語句必須在函數體內執行，函數體外只能進行初始化。

第二部分全域變數與局部變數

定義：

局部變數（Local Variable）：定義在函數體內部的變數，範圍僅限於函數體內部。離開函數體就會無效。再調用就是出錯。

全域變數（Global Variable）:定義：所有的函數外部定義的變數，它的範圍是整個程式，也就是所有的源檔案，包括.c和.h檔案。

全域變數的例子，如圖程式4：

提示的錯誤是 變數 x 沒有定義，原因是：

C語言代碼是從前往後依次執行的，由於 x 定義在函數 func1() 之後，所以在 func1() 內無效；修改程式如下，程式5：

可以看出，輸出正確的答案，所以全域變數必須定義在我們需要用它的函數體之前。

然後，在看下局部變數：

注意事項：

①在main函數中定義的變數也是局部變數，只能在main函數中使用；同時，main函數中也不能使用其他函數中定義的變數。main函數也是一個函數，與其它函數地位平等。

②形參變數、在函數體內定義的變數都是局部變數，實參給形參傳值的過程也就是給局部變數賦值的過程。

③可以在不同的函數中使用相同的變數名，它們表示不同的資料，分配不同的記憶體，互補幹擾，也不會發生混亂。

④在語句塊（由一對{}包含的若干條語句）中也可以定義變數，它的範圍只限於當前的語句塊。

一道綜合練習題：

①先調用fun1()，在fun1()中，有局部變數n,所以輸出的結果是  n:20;

②對於fun2()，使用了形參，形參的作用範圍也是整個函數內（實參給形參傳值的過程也就是給局部變數賦值的過程），所以輸出的結果是  n:30;

③對於fun3()，沒有局部變數，所以全域變數定義的 n 對所有的函數都可見。所以輸出的結果是  n:10;

④根據局部變數注意事項第四條。所以輸出的結果是  n:40;

⑤3C語言規定，只能從小的範圍向大的範圍中去尋找變數，而不能反過來，使用更小的範圍中的變數。對於 main() 函數，即使代碼塊中的 n 離輸出語句更近，但它仍然會使用 main() 函數開頭定義的 n，所以輸出結果是 30。

所以結果是：

第三部分記憶體的分區和變數的儲存

記憶體中供使用者使用的儲存空間分為三部分：程式區  、靜態儲存區、動態儲存裝置區。

變數的分類：

①從空間上分配：從變數的範圍可以分成：局部變數和全域變數。

②從變數的存在時間（生存周期）可以分成：靜態儲存和動態儲存裝置。

靜態儲存：程式在運行期間分配固定的儲存方式。

動態儲存裝置：程式在運行期間根據需要動態分配儲存空間。

全域變數全部儲存在靜態儲存區。在程式開始執行過程中給全域變數分配空間，程式執行完畢就釋放空間。程式執行過程中固定的分配空間，而不需要動態進行分配是釋放。

動態儲存裝置區主要存放以下資料：函數的形參、自動變數（沒有加static的局部變數）、函數調用的現場現場保護和傳回值。

動態儲存裝置區的資料，在函數開始調用時分配動態儲存裝置空間，函數結束時釋放這些空間。

C語言中每個變數有兩個屬性：第一資料類型；第二儲存屬性。

auto 變數：

函數中的局部變數，如果不專門的聲明為 static儲存，都是動態分配儲存空間。資料存放區在動態儲存裝置區內。函數中的形參和函數中的變數都屬於此類，調用該函數時候系統自動的分配空間，在函數結束的時候，釋放該空間。這些局部變數被稱為自動變數。自動變數用 auto關鍵字聲明（可以省略auto ）。

static 變數：

有時候希望我們調用的函數在釋放的時候不消失能保留原值，這就需要定義為靜態局部變數。用關鍵字 static聲明。
看一段程式：

對靜態局部變數的說明：
1)靜態局部變數屬於靜態儲存類別，在靜態儲存區內分配儲存單元。在程式整個運行期間都不釋放。而自動變數（即動態局部變數）屬於動態儲存裝置類別，占動態儲存裝置空間，函數調用結束後即釋放。
2)靜態局部變數在編譯時間賦初值，即只賦初值一次；而對自動變數賦初值是在函數調用時進行，每調用一次函數重新給一次初值，相當於執行一次指派陳述式。
3)如果在定義局部變數時不賦初值的話，則對靜態局部變數來說，編譯時間自動賦初值0（對數值型變數）或Null 字元（對字元變數）。而對自動變數來說，如果不賦初值則它的值是一個不確定的值。

register變數
為了提高效率，C語言允許將局部變數得值放在CPU中的寄存器中，這種變數叫“寄存器變數”，用關鍵字register作聲明。

說明：
1) 只有局部自動變數和形式參數可以作為寄存器變數；
2)一個電腦系統中的寄存器數目有限，不能定義任意多個寄存器變數；
3)局部靜態變數不能定義為寄存器變數。

用extern聲明外部變數
外部變數（即全域變數）是在函數的外部定義的，它的範圍為從變數定義處開始，到本程式檔案的末尾。如果外部變數不在檔案的開頭定義，其有效作用範圍只限於定義處到檔案終了。如果在定義點之前的函數想引用該外部變數，則應該在引用之前用關鍵字extern對該變數作“外部變數聲明”。表示該變數是一個已經定義的外部變數。有了此聲明，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變數。

extern 例子：

在 main 函數體外定義的變數，A 、B（外部變數：它的範圍為從變數定義處開始，到本程式檔案的末尾。）。想要在main中引用必須加關鍵字：extern 。

第三部分：C語言的堆與棧

和棧的第一個區別就是申請方式不同：棧（英文名稱是stack）是系統自動分配空間的，例如我們定義一個 char a；系統會自動在棧上為其開闢空間。而堆（英文名稱是heap）則是程式員根據需要自己申請的空間，例如malloc（10）；開闢十個位元組的空間。由於棧上的空間是自動分配自動回收的，所以棧上的資料的生存周期只是在函數的運行過程中，運行後就釋放掉，不可以再訪問。而堆上的資料只要程式員不釋放空間，就一直可以訪問到，不過缺點是一旦忘記釋放會造成記憶體泄露。