C語言變數的一些認識

       從本質上講，變數是程式中用來存放資訊的一塊空間。“這塊空間”一詞，還要加兩個定語。一是所存放的內容是可以（通過代碼來）改變的；二是它的地址是可以訪問的（否則就無法用代碼來訪問它）。這就引出一連串與變數有關的許多問題。

       變數有兩個屬性。一是它的資料類型，就是這個空間能用來存放哪種類型的資料；二是它的時空屬性。本文只涉及及後者。時就是變數的生命期，空就是變數的範圍。

       在C中有兩類變數：在任何函數外面定義的外部變數和在某函數內定義的自動變數。

       儘管在大多數C書裡大談特談全域變數，但是，事實上，在C標準裡，從沒定義過全域變數。C的建立者這麼安排，是有用意的。這體現了C建立者的一個重要思想：盡一切可能限制變數的範圍。他們想限制的還有變數的生命期。這一思想貫穿了整個C標準，也成為後來才出現的結構化程式設計思想的重要內容之一。

       外部變數是源檔案級變數。就是說，它的範圍僅限於定義它的那個源檔案。在源檔案A裡定義的一個外部變數，你要在源檔案B裡訪問它，必須在檔案B的開頭用關鍵字extern聲明它。注意定義和聲明兩個詞，在經典的C書裡，是很小心地區別開的。定義的實質是建立，本質上就是要申請一Block Storage空間。而聲明不引發儲存分配。這裡的聲明，只是使源檔案A裡的某變數的範圍延伸到源檔案B裡。

       在一個工程裡，外部變數必須在一個源檔案裡定義，在其它也需訪問它的每個源檔案裡要extern聲明它。

       在工程裡，如果你在某源檔案裡定義一個變數，並在其它所有源檔案裡聲明它，這個變數就成了全域變數。因此，在C裡，全域變數是靠你自己做出來的。

       在小組開發中，如果你不希望你定義的外部變數被其他人訪問，可以在定義時加上修飾詞static。這樣,這個外部變數的範圍就僅限於定義它的那個源檔案了。如果在其它源檔案裡用extern聲明它，編譯時間就會報錯。一個外部靜態變數就是一個真正的檔案級變數。

       外部變數的生命期是工程的整個運行期間（這裡僅僅指靜態分配的變數，動態分配的不一樣。）。有些書裡稱之為“永久”。

       自動變數分兩級。在函數頭部定義的是函數級，範圍是整個函數；在代碼塊頭部定義的是代碼塊級，範圍僅限這個代碼塊。自動變數在機器執行到定義它的那個函數（或代碼塊）時被建立，離開函數（或代碼塊）時自動消失。再次進入該函數（或代碼塊）時，被再次建立。這就是“自動”的意義。因此，自動變數的生命期僅限該函數（或代碼塊）的一次運行過程。如果在定義時加修飾詞static，就成了自動靜態變數。自動靜態變數的範圍不變，生命期變成永久（整個工程運行期）。自動靜態變數必須有一個初值，作為該函數（或代碼塊）在第一次運行時變數的初值。以後的運行，每一次的初值都是上一次的終值。

       不同範圍的變數允許同名。如果兩個同名變數的範圍互不相交（譬如分處兩個源檔案的的兩個外部靜態變數），那當然互不搭界。如果一個範圍包含另一個範圍，則在程式運行時，會發生屏蔽現象。當進入內層時，外層的變數被內層的同名變數屏蔽。即這時實際訪問的是內層變數。當內層終止時，外層變數便又顯露出來。

       在C++裡，不再限定變數只能在代碼塊的首部定義。這有什麼意義呢？假如，在一個代碼塊裡需要定義一個變數，但是那個變數只是在程式碼片段快終結處才被使用。如果在變數將使用時才定義它，就可以最大限度地限制它的範圍。另外的好處是代碼可讀性更好。因為如果代碼塊很大，定義和引用貼在一起，有利於程式的理解。新的C標準也擴充了這一點。