C语言《变量作用域和预编译》.pptVIP

变量作用域和预编译,1,回顾：模块化程序设计,3. 递归函数的定义和用途,回顾：模块化程序设计,课程目标： 了解变量作用域的概念 掌握全局变量与局部变量的区别(重点) 掌握变量的存储类别(难点) 参考课本P168 P175 了解预编译的概念 掌握宏的概念及#define的使用(重点) 掌握文件包含及#include的使用 参考课本P230 P239,2,本次课内容,本次课内容,3,变量的使用范围与存储类型,3、变量的使用范围及其说明方法,4、变量的存储类别及其定义方法,一、 变量的使用范围与存储类型,4,变量的使用范围包括有 在一个函数内部使用的变量- 局部变量； 在 函 数 之 外部 使用的变量- 全局变量；,main() int a, b ; ,在一个函数内部定义的变量称为局部变量,局部变量,局部变量,1、局部变量,1.1 变量的使用范围:局部变量,5,1、主函数中定义的变量也只用在主函数中有效；,2、不同函数中可以使用相同的变量名，且它们代 表不同的存储单元，互不干扰；,3、形式参数也是局部变量。其它函数是不能调用 该形参的；,4、在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量 ，这些变量只能在本复合语句中有效。,1.1.1 关于局部变量使用的几点说明,6,在函数内部（包括主函数）定义的变量，称为局部变量，其作用范围只在函数内部有效，如下代码,#include void fund1( void ) int nX= 100; /局部变量 printf(“nX in fund1=%dn”, nX); void fund2( void ) int nX = 200; /局部变量 printf(“nX in fund2=%dn”, nX); void main( void） int nX =50; /局部变量 printf( nX in main=%dn”, nX); fund1(); fund2(); ,程序代码,本例中定义了三个局部变量nX, 其作用范围分别作用于fund1,fund 和main函数 打印结果： nX in main=50 nX in fund1=100 nX in fund2=200,示例：局部变量,示例：局部变量,7,char c1,c2; int p=1,q=5; main() int a, b ; a=p; b=q; ,在函数之外定义的变量 称为 全局变量 全局变量可以为本文件中其它函数所共用。 它的使用范围: 从定义变量的位置开始到本源程序文件结束,全局变量,2、全局变量,1.2 变量的使用范围:全局变量,8,1、若在同一个源文件中，如有全局变量与局部 变量同名时，则在局部变量的作用范围内， 全局变量不起作用。,2、设置全局变量的作用是: 增加函数间数据联系的渠道。,由于同一个文件中的所有函数都能引用全局变量的值，因 此如果在一个函数中改变了全局变量的值，就能影响到其它函 数，相当于各个函数间有直接的传递通道。,关于全局变量使用的几点说明,1.2.1 关于全局变量使用的几点说明,9,举例,示例：全局变量,int d=1; main() int a=3; fun(a); d+=a+; printf(“%dn”, d); ,8,4,8,4,4,示例：全局变量,10,#include int nX = 999; /全局变量 void fund1( void ) printf(“nX in fund1=%dn”, nX); void fund2( void ) int nX = 0; /局部变量 printf(“nX in fund2=%dn”, nX); void main( void） printf( nX in main=%dn”, nX); fund1(); fund2(); ,程 序 代 码,在此范围中，局部变量nX的作用范围替代了全局变量nX的作用范围。,本例中函数fund2中的nX作用范围与全局变量nX有重叠部分，在重叠部分中使用局部变量，屏蔽掉了全局变量 打印结果： nX in main=999 nX in fund1=999 nX in fund2=0,变量作用范围重叠问题,1.2.2 变量作用范围重叠问题,11,数 据 区(动态),数 据 区(静态),内存存储区,程 序 区,用户区,在程序运行期间分配固定 的存储空间(如 全局变量)。,只有当函数被调用时才开始分配存储空间，在函数执行结束时就释放这些空间。在程序执行过程中，这种分配和释放是动态的(如 局部变量)。,内存存储区,内存存储区,12,在C语言中，每一个变量和函数有两个属性:数据类型和数据的存储类别。 数据类型,如整型、实型等; 存储类别,指的是数据在计算机中的存储方式, 也可以说数据的 存储地点。,内存 储 器 (memory),寄 存 器 (CPU),变量的存储类型,1.3、 变量的存储类型,13,关键词 auto,auto int b=1, c=2;,1、局部变量的存储方式:auto,1.3.1 局部变量的存储方式:auto,14,关键词 static,static int b=1, c=2;,2、局部变量的存储方式：static,1.3.2 局部变量的存储方式：static,参见源码:9_1 exp0901,15,int f( int a) auto int b=0； static int c=3; b=b+1;c=c+1; return(a+b+c); ,main() int a=2, i ; for(i=0; i 3; i +) printf(“%dn”, f(a); ,0,b,3,c,1,4,7,0,1,5,8,0,6,9,示例：局部变量的存储方式,示例：局部变量的存储方式,16,1、当需要保留函数上一次调用结束时的值; 2、如果初始化后，变量只被引用而不改变其值，则这时用静态局部变量比较方便，以每次调用时重新赋值。,main() int i; for(i=1;i=5;i+) printf(“%d!=%dn”, i, fac(i); ,1!=1 2!=2 3!=6 4!=24 5!=120,局部变量的用途,1.3.3 局部变量的用途,17,全局变量的扩展调用。 我们知道一个C 语言程序可以有一个或多个源程序 文件组成。如果程序是由多个源文件组成时，为了保障 某个全局变量能提供多个源文件中的函数调用，则可采 全局变量的扩展调用。,关键词 extern 只能用来定义全局变量,3、全局变量的扩展调用 extern,1.4 全局变量的扩展调用 extern,参见源码:9_1 exp0902,如果一个函数只能被它所在文件中的其他函数所调用,则称为内部函数或静态函数,如: Static int fun(int a,int b) 在多文件组成的程序中,如果在一个源程序文件中定义的函数,除了能在本程序内使用,还可以在其他源程序文件中使用.如: Extern int fun(int a,int b) 外部函数不用引用头文件.,18,内部函数和外部函数,1.4.1 内部函数和外部函数,参见源码:9_1 exp0903,19,但是，在有些情况下需要某些变量中的值频繁地读写(如某循环变量需要执行10000次循环，显然为了读写变量的值就需要花费许多的时间。因此，为了提高程序的执行效率，在C语言中允许将这些变量的值可以储存在CPU中的寄存器中，需要时可直接从寄存器中读出参加运算，而不必再到内存中去读写。由于寄存器的存取速度远高于内存的存取速度，因此可以提高执行效率。 这种变量称为 “寄存器变量” 。,关键词 register,register int a,b;,int fac(int n) register int i, f=1; for(i =1; i =n; i +) f=f* i ; return( f ); ,4、使用寄存器变量 register,1.5 使用寄存器变量 register,20,运算器,一般情况下，变量(包括静态和动态)的值都是存放在内存中的，当程序中用到哪一个变量的值时，则由控制器发出指令将内存中该变量的值送到运算器中进行运算，之后再将运算结果送回内存中存放。,内 存,寄存器存储区(了解),1.5.1 寄存器存储区(了解),21,1、只有 局部自动变量 和 形参 可以作为寄存器变量 。,5、局部静态 变量不能作为寄存器变量。,register static int a,b,c; 不能把变量 a,b,c 既放在静态存储区中，又放在寄存器中， 二者只能居其一。 对于一个变量只能定义为一个存储类别。,2、对于占用字节数多的变量，如: long、float、double 型变量 不能 说明为寄存器型变量。,3、由于寄存器中的数据可以直接访问，因此比其它存储类别的变 量运算速度要快。所以对于反复使用的变量均可作为寄存 器变量。,4、寄存器型变量都是在某个函数中定义的，所以一旦退出该函数后就会 被 释放。,1.5.2 寄存器变量使用的几点说明,22,自动型,auto,内存动态数据区,CPU 中的通用寄存器,内存静态数据区,静态型,寄存器型,扩展型,register,static,extern,内存静态数据区,存储类别标识符表,1.6 存储类别标识符表,23,预编译语句是在程序编译之前由编译器进行的源代码处理工作。 处理完成后的源代码再进入编译工作。 C+语言提供的预编译语句主要有以下三种：,宏定义 文件包含 条件编译,预编译指令均以“#”号标识,注意,预编译语句,二、 预编译语句,24,定义一般形式： #define 标识符 字符串 取消宏定义: #undef 标识符 作用：在预处理过程中将源程序中的标识符替换成字符串 例：,#include #define WM “Welcom” #define UINT unsigned int #define PI 3.14159 void main( void） printf( WM); UINT na = 100; UINT nb = 200; double dbA = PI * na * na; ,源 程 序 代 码,#include void main( void） printf( “Welcom”); unsigned int na = 100; unsigned int nb = 200; double dbA = 3.14159 * na * na; ,预 编 译 后 的 源 程 序 代 码,编译预处理,宏定义-#define指令,2.1 宏定义-#define指令,参见源码:exp0904exp0906,25,文件包含预处理控制有两种形式: #include /包含系统标准库文件 #include “filename” /包含自定义文件 作用：在预处理过程中用包含文件的内容取代#include命令. 例：,#include #include “test.h” void main( void） int na = nV; double dba = dbV; ,源 程 序 代 码,#include int nV = 10; double dbV = 0.5; void main( void） int na = nV; double db