7.4 內(nèi)部變量與外部變量
Ｃ語(yǔ)言中所有的變量都有自己的作用域。變量說(shuō)明的位置不同，其作用域也不同，據(jù)此將Ｃ語(yǔ)言中的變量分為內(nèi)部變量和外部變量。
7.4.1 內(nèi)部變量
7.4.2 外部變量
7.4.1 內(nèi)部變量
在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部說(shuō)明的變量是內(nèi)部變量，它只在該函數(shù)范圍內(nèi)有效。
也就是說(shuō)，只有在包含變量說(shuō)明的函數(shù)內(nèi)部，才能使用被說(shuō)明的變量，在此函數(shù)之外就不能使用這些變量了。所以內(nèi)部變量也稱“局部變量”。
例如：
int f1(int a) /*函數(shù)f1*/
{ int b,c；
……
} /*a,b,c作用域：僅限于函數(shù)f1()中*/
int f2(int x) /*函數(shù)f2*/
{ int y,z；
……
} /*x,y,z作用域：僅限于函數(shù)f2()中*/
main()
{ int m,n；
……
} /*m,n作用域：僅限于函數(shù)main()中*/
關(guān)于局部變量的作用域還要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：
1．主函數(shù)main()中定義的內(nèi)部變量，也只能在主函數(shù)中使用，其它函數(shù)不能使用。同時(shí)，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的內(nèi)部變量。因?yàn)橹骱瘮?shù)也是一個(gè)函數(shù)，與其它函數(shù)是平行關(guān)系。這一點(diǎn)是與其它語(yǔ)言不同的，應(yīng)予以注意。
2．形參變量也是內(nèi)部變量，屬于被調(diào)用函數(shù)；實(shí)參變量，則是調(diào)用函數(shù)的內(nèi)部變量。
3．允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對(duì)象，分配不同的單元，互不干擾，也不會(huì)發(fā)生混淆。
4．在復(fù)合語(yǔ)句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語(yǔ)句范圍內(nèi)。
7.4.2 外部變量
在函數(shù)外部定義的變量稱為外部變量。以此類推，在函數(shù)外部定義的數(shù)組就稱為外部數(shù)組。
外部變量不屬于任何一個(gè)函數(shù)，其作用域是：從外部變量的定義位置開始，到本文件結(jié)束為止。
外部變量可被作用域內(nèi)的所有函數(shù)直接引用，所以外部變量又稱全局變量。
[案例7.9] 輸入長(zhǎng)方體的長(zhǎng)（l）、寬（w）、高（h），求長(zhǎng)方體體積及正、側(cè)、頂三個(gè)面的面積。
/*案例代碼文件名：AL7_9.C*/
/*功能：利用全局變量計(jì)算長(zhǎng)方體的體積及三個(gè)面的面積*/
int s1,s2,s3;
int vs(int a,int b,int c)
{ int v;
v=a*b*c; s1=a*b; s2=b*c; s3=a*c;
return v;
}
main()
{int v,l,w,h;
clrscr();
printf("\ninput length,width and height： ");
scanf("%d%d%d",&l,&w,&h);
v=vs(l,w,h);
printf("v=%d s1=%d s2=%d s3=%d\n",v,s1,s2,s3);
getch();
} [程序演示]
對(duì)于全局變量還有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：
（1）外部變量可加強(qiáng)函數(shù)模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，但又使這些函數(shù)依賴這些外部變量，因而使得這些函數(shù)的獨(dú)立性降低。
從模塊化程序設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看這是不利的，因此不是非用不可時(shí)，不要使用外部變量。
（2）在同一源文件中，允許外部變量和內(nèi)部變量同名。在內(nèi)部變量的作用域內(nèi)，外部變量將被屏蔽而不起作用。
（3）外部變量的作用域是從定義點(diǎn)到本文件結(jié)束。如果定義點(diǎn)之前的函數(shù)需要引用這些外部變量時(shí)，需要在函數(shù)內(nèi)對(duì)被引用的外部變量進(jìn)行說(shuō)明。外部變量說(shuō)明的一般形式為：
extern 數(shù)據(jù)類型 外部變量[，外部變量2……]；
注意：外部變量的定義和外部變量的說(shuō)明是兩回事。外部變量的定義，必須在所有的函數(shù)之外，且只能定義一次。而外部變量的說(shuō)明，出現(xiàn)在要使用該外部變量的函數(shù)內(nèi)，而且可以出現(xiàn)多次。
[案例7.10] 外部變量的定義與說(shuō)明。
/*案例代碼文件名：AL7_10.C*/
int vs(int xl,int xw)
{ extern int xh； /*外部變量xh的說(shuō)明*/
int v；
v=xl*xw*xh； /*直接使用外部變量xh的值*/
return v；
}
main()
{ extern int xw,xh； /*外部變量的說(shuō)明*/
int xl=5； /*內(nèi)部變量的定義*/
printf("xl=%d,xw=%d,xh=%d\nv=%d",xl,xw,xh,vs(xl,xw))；
}
int xl=3,xw=4,xh=5； /*外部變量xl、xw、xh的定義*/
[程序演示]
7.5 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)
當(dāng)一個(gè)源程序由多個(gè)源文件組成時(shí)，Ｃ語(yǔ)言根據(jù)函數(shù)能否被其它源文件中的函數(shù)調(diào)用，將函數(shù)分為內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)。
7.5.1 內(nèi)部函數(shù)（又稱靜態(tài)函數(shù)）
7.5.2 外部函數(shù)
7.5.3 多個(gè)源程序文件的編譯和連接
7.5.1 內(nèi)部函數(shù)（又稱靜態(tài)函數(shù)）
如果在一個(gè)源文件中定義的函數(shù)，只能被本文件中的函數(shù)調(diào)用，而不能被同一程序其它文件中的函數(shù)調(diào)用，這種函數(shù)稱為內(nèi)部函數(shù)。
定義一個(gè)內(nèi)部函數(shù)，只需在函數(shù)類型前再加一個(gè)“static”關(guān)鍵字即可，如下所示：
static 函數(shù)類型 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù)表)
{……}
關(guān)鍵字“static”，譯成中文就是“靜態(tài)的”，所以內(nèi)部函數(shù)又稱靜態(tài)函數(shù)。但此處“static”的含義不是指存儲(chǔ)方式，而是指對(duì)函數(shù)的作用域僅局限于本文件。
使用內(nèi)部函數(shù)的好處是：不同的人編寫不同的函數(shù)時(shí)，不用擔(dān)心自己定義的函數(shù)，是否會(huì)與其它文件中的函數(shù)同名，因?yàn)橥矝](méi)有關(guān)系。
7.5.2 外部函數(shù)
外部函數(shù)的定義：在定義函數(shù)時(shí)，如果沒(méi)有加關(guān)鍵字“static”，或冠以關(guān)鍵字“extern”，表示此函數(shù)是外部函數(shù)：
[extern] 函數(shù)類型 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù)表)
{……}
調(diào)用外部函數(shù)時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明：
[extern] 函數(shù)類型 函數(shù)名(參數(shù)類型表)[，函數(shù)名2(參數(shù)類型表2)……]；
[案例7.11] 外部函數(shù)應(yīng)用。
（1）文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}
（2）文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定義外部函數(shù)*/
{……}
（3）文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定義外部函數(shù)*/
{……}
（4）文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定義外部函數(shù)*/
{……}
7.5.3 多個(gè)源程序文件的編譯和連接
（1）一般過(guò)程
編輯各源文件 → 創(chuàng)建Project（項(xiàng)目）文件 → 設(shè)置項(xiàng)目名稱 → 編譯、連接，運(yùn)行，查看結(jié)果。
（2）創(chuàng)建Project（項(xiàng)目）文件
用編輯源文件相同的方法，創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)展名為.PRJ的項(xiàng)目文件：該文件中僅包括將被編譯、連接的各源文件名，一行一個(gè)，其擴(kuò)展名.C可以缺省；文件名的順序，僅影響編譯的順序，與運(yùn)行無(wú)關(guān)。
注意：如果有某個(gè)（些）源文件不在當(dāng)前目錄下，則應(yīng)在文件名前冠以路徑。
（3）設(shè)置項(xiàng)目名稱
打開菜單，選取Project／Project name，輸入項(xiàng)目文件名即可。
（4）編譯、連接，運(yùn)行，查看結(jié)果
與單個(gè)源文件相同。編譯產(chǎn)生的目標(biāo)文件，以及連接產(chǎn)生的可執(zhí)行文件，它們的主文件名，均與項(xiàng)目文件的主文件名相同。
注意：當(dāng)前項(xiàng)目文件調(diào)試完畢后，應(yīng)選取Project／Clear project，將其項(xiàng)目名稱從“Project name”中清除（清除后為空）。否則，編譯、連接和運(yùn)行的，始終是該項(xiàng)目文件！
（5）關(guān)于錯(cuò)誤跟蹤
缺省時(shí)，僅跟蹤當(dāng)前一個(gè)源程序文件。如果希望自動(dòng)跟蹤項(xiàng)目中的所有源文件，則應(yīng)將Options／Environment／Message Tracking開關(guān)置為“All files ”：連續(xù)按回車鍵，直至“All files”出現(xiàn)為止。此時(shí)，滾動(dòng)消息窗口中的錯(cuò)誤信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載相應(yīng)的源文件到編輯窗口中。
也可關(guān)閉跟蹤(將“Message Tracking”置為“Off”)。此時(shí)，只要定位于感興趣的錯(cuò)誤信息上，然后回車，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)將相應(yīng)源文件加載到編輯窗口中。
7.6 變量的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)與靜態(tài)存儲(chǔ)簡(jiǎn)介
在Ｃ語(yǔ)言中，對(duì)變量的存儲(chǔ)類型說(shuō)明有以下四種：自動(dòng)變量(auto)、寄存器變量(register)、外部變量(extern)、靜態(tài)變量(static)。自動(dòng)變量和寄存器變量屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式，外部變量和靜態(tài)內(nèi)部變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式。
7.6.1 內(nèi)部變量的存儲(chǔ)方式
7.6.2 外部變量的存儲(chǔ)方式
7.6.1 內(nèi)部變量的存儲(chǔ)方式
1．靜態(tài)存儲(chǔ)──靜態(tài)內(nèi)部變量
（1）定義格式： static 數(shù)據(jù)類型 內(nèi)部變量表；
（2）存儲(chǔ)特點(diǎn)
1）靜態(tài)內(nèi)部變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)。在程序執(zhí)行過(guò)程中，即使所在函數(shù)調(diào)用結(jié)束也不釋放。換句話說(shuō)，在程序執(zhí)行期間，靜態(tài)內(nèi)部變量始終存在，但其它函數(shù)是不能引用它們的。
2）定義但不初始化，則自動(dòng)賦以"０"（整型和實(shí)型）或'\0'（字符型）；且每次調(diào)用它們所在的函數(shù)時(shí)，不再重新賦初值，只是保留上次調(diào)用結(jié)束時(shí)的值！
（3）何時(shí)使用靜態(tài)內(nèi)部變量
1）需要保留函數(shù)上一次調(diào)用結(jié)束時(shí)的值。
2）變量只被引用而不改變其值。
2．動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)──自動(dòng)局部變量（又稱自動(dòng)變量）
（1）定義格式：[auto] 數(shù)據(jù)類型 變量表；
（2）存儲(chǔ)特點(diǎn)
1）自動(dòng)變量屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。在函數(shù)中定義的自動(dòng)變量，只在該函數(shù)內(nèi)有效；函數(shù)被調(diào)用時(shí)分配存儲(chǔ)空間，調(diào)用結(jié)束就釋放。
在復(fù)合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量，只在該復(fù)合語(yǔ)句中有效；退出復(fù)合語(yǔ)句后，也不能再使用，否則將引起錯(cuò)誤。
2）定義而不初始化，則其值是不確定的。如果初始化，則賦初值操作是在調(diào)用時(shí)進(jìn)行的，且每次調(diào)用都要重新賦一次初值。
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(nèi)（函數(shù)或復(fù)合語(yǔ)句），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(shù)內(nèi)定義的自動(dòng)變量，也可與該函數(shù)內(nèi)部的復(fù)合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量同名。
建議：系統(tǒng)不會(huì)混淆，并不意味著人也不會(huì)混淆，所以盡量少用同名自動(dòng)變量！
[案例7.13]自動(dòng)變量與靜態(tài)局部變量的存儲(chǔ)特性。
/*案例代碼文件名：AL7_13.C*/
void auto_static(void)
{ int var_auto=0; /*自動(dòng)變量：每次調(diào)用都重新初始化*/
static int var_static=0; /*靜態(tài)局部變量：只初始化1次*/
printf(“var_auto=%d, var_static=%d\n”, var_auto, var_static);
++var_auto;
++var_static;
}
main()
{ int i;
for(i=0; i<5; i++) auto_static();
} [程序演示]
3．寄存器存儲(chǔ)──寄存器變量
一般情況下，變量的值都是存儲(chǔ)在內(nèi)存中的。為提高執(zhí)行效率，Ｃ語(yǔ)言允許將局部變量的值存放到寄存器中，這種變量就稱為寄存器變量。定義格式如下：
register 數(shù)據(jù)類型 變量表；
（1）只有局部變量才能定義成寄存器變量，即全局變量不行。
（2）對(duì)寄存器變量的實(shí)際處理，隨系統(tǒng)而異。例如，微機(jī)上的MSC和TC 將寄存器變量實(shí)際當(dāng)作自動(dòng)變量處理。
（3）允許使用的寄存器數(shù)目是有限的，不能定義任意多個(gè)寄存器變量。
7.6.2 外部變量的存儲(chǔ)方式
外部變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式：
（1）靜態(tài)外部變量──只允許被本源文件中的函數(shù)引用
其定義格式為： static 數(shù)據(jù)類型 外部變量表；
（2）非靜態(tài)外部變量──允許被其它源文件中的函數(shù)引用
定義時(shí)缺省static關(guān)鍵字的外部變量，即為非靜態(tài)外部變量。其它源文件中的函數(shù)，引用非靜態(tài)外部變量時(shí)，需要在引用函數(shù)所在的源文件中進(jìn)行說(shuō)明：
extern 數(shù)據(jù)類型 外部變量表；
注意：在函數(shù)內(nèi)的extern變量說(shuō)明，表示引用本源文件中的外部變量！而函數(shù)外（通常在文件開頭）的extern變量說(shuō)明，表示引用其它文件中的外部變量。
靜態(tài)局部變量和靜態(tài)外部變量同屬靜態(tài)存儲(chǔ)方式，但兩者區(qū)別較大：
（1）定義的位置不同。靜態(tài)局部變量在函數(shù)內(nèi)定義，靜態(tài)外部變量在函數(shù)外定義。
（2）作用域不同。靜態(tài)局部變量屬于內(nèi)部變量，其作用域僅限于定義它的函數(shù)內(nèi)；雖然生存期為整個(gè)源程序，但其它函數(shù)是不能使用它的。
靜態(tài)外部變量在函數(shù)外定義，其作用域?yàn)槎x它的源文件內(nèi)；生存期為整個(gè)源程序，但其它源文件中的函數(shù)也是不能使用它的。
（3）初始化處理不同。靜態(tài)局部變量，僅在第1次調(diào)用它所在的函數(shù)時(shí)被初始化，當(dāng)再次調(diào)用定義它的函數(shù)時(shí)，不再初始化，而是保留上1次調(diào)用結(jié)束時(shí)的值。而靜態(tài)外部變量是在函數(shù)外定義的，不存在靜態(tài)內(nèi)部變量的“重復(fù)”初始化問(wèn)題，其當(dāng)前值由最近1次給它賦值的操作決定。
務(wù)必牢記：把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)內(nèi)部變量后，改變了它的存儲(chǔ)方式，即改變了它的生存期。把外部變量改變?yōu)殪o態(tài)外部變量后，改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。因此，關(guān)鍵字“static”在不同的地方所起的作用是不同的。
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