【C语言】函数三要素，变量作用域、生存周期、存储类型

news2024/9/21 20:45:09

写在前面

一、函数的用法

1、声明

2、调用

3、定义

形参与实参类型不一致

形参与实参类型一致

函数值类型与返回值类型不一致

函数值类型与返回值类型一致

二、变量的作用域与生存周期

三、变量的储存类型（auto,extern,static,register）

写在最后

写在前面

本文不讲一些琐碎的概念，而将其实例化，来解决一些棘手的问题；

要讲函数，那得从声明、定义、调用、返回讲起

一、函数的用法

第一个函数结构。定义函数放在了调用函数之后，则需要在main函数之前进行声明。

第二个函数结构。定义函数放在了调用函数之前。那么则无需进行声明。

习惯问题：因为C语言程序总是从main函数开始，所以尽快找到main函数符合程序阅读的习惯，试想在一个很长的程序中找上半天才能找到main函数是多么不方便。

在开始之前，我们来问个小问题

1、void max( int,int )

2、void max（ int a,int b )；

3、max(a,b);

4、max(a,b)

上面四个代码，哪是声明，哪是调用，哪是定义

公布答案:1、2是声明，3是调用，4是定义

下面的所有实例均以这个代码来解释

#include<stdio.h>
void max(int a,int b); //函数声明

int main()
{
   int a,b;
   max(a,b);          //函数调用
   return 0;
}

void max(int a,int b) //函数定义
{
   if(a>b)
      return ;
   else
      printf("a<=b");
}

1、声明

void max( int a,int a ); 或者void max( int int );

返回类型+函数名+(参数类型1，参数类型2，...)

2、调用

max(a,b);

函数名（参数1，参数2），这里的参数是实参

3、定义

max(int a,int b){ }

函数名（类型1+参数1，类型2+参数2，...），这里的参数是形参

形参与实参类型不一致

以形参为主，因为编译器只知道形参的类型，不知道实参的类型，会将实参隐式转化为形参的类型

形参与实参类型一致

形参只能为变量，不能为常量和表达式，例如void max(7，a+b)就是错误的

函数值类型与返回值类型不一致

函数值类型与返回值类型不一致,以函数值类型为准，会把return 语句表达式的值的类型转化为函数值的类型

函数值类型与返回值类型一致

return (表达式) ---->有返回值

return 表达式 ---->有返回值

return ； ---->无返回值（void类型）

二、变量的作用域与生存周期

局部变量	全局变量
1、main()函数内定义的变量也是局部变量，它只能在主函数内使用，但由于程序总是从main函数开始，以main函数执行完毕结束，所以main函数内定义的局部变量生存周期与全局变量相同	4、从模块化程序设计的观点来看，这是不利的，一般不要使用全局变量
2、允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的内存单元	5、全局变量与局部变量重名时，全局变量会被屏蔽，要引用需要在变量名前加两个冒号：：
3、在复合语句中定义的变量是局部变量，作用域在复合语句（即{}里的一系列语句共同构成）范围内，生存周期是复合语句执行的时间段	6、全局变量必须在所有函数之外，若想在定义全局变量之前的位置上使用，需加扩展名extern

概念解释

#include<stdio.h>

int fun1(int a,int b);//声明
int fun2(int ,int);
int fun3(int ,int);

int main()
{
   int a=3,b=4;//对1的解释
   printf("局部变量a=%d\n",a);
   printf("全局变量a=%d\n",::a);//对5的解释

   fun1(a,b);
   fun2(a,b);
   fun3(a,b);//函数调用
   return 0;
}

extern int d=10;//对6的解释，让fun1也能用d=4

int fun1(int a,int b)//对2的解释
{
   int c=0;//对3的解释，其他函数不能用c
   
}

int d=10;//全局变量，fun2之后的函数能用

int fun2(int a,int b)//对2的解释
{
   ...
}

int fun3(int a,int c)
{
   ...
}

三、变量的储存类型（auto,extern,static,register）

有关储存区的相关内存概念，大家自行搜索了解。

那我们平时做练习写的程序都是定义的什么变量呢？我们来看看吧

#include<stdio.h>

int fun1(int a,int b);//声明
int fun2(int ,int);
int fun3(int ,int);

int main()
{
   static int a=3,b=4;   //静态局部变量
   printf("局部变量a=%d\n",a);
   printf("全局变量a=%d\n",::a);

   fun1(a,b);
   fun2(a,b);
   fun3(a,b);//函数调用
   return 0;
}

extern int d;//一旦把前缀写出来，就容易把定义和扩展搞混，
             //全局变量只能定义一次，没有赋值的就是扩展，赋值的就是定义

int fun1(int a,int b)
{
   auto int c=0;//局部变量的默认存储方式是auto
   
}

extern int d=10;//全局变量默认存储方式是extern

int fun2(int a,int b)
{
   ...
}

auto型变量

一般情况下，在函数内或者复合语句内定义的变量，就是auto型变量

static型变量

static既能定义局部变量又能定义全局变量，那static修饰的静态局部变量和auto修饰的自动变量有何区别？static修饰的静态全局变量和extern修饰的全局变量有何区别？

	静态局部变量	自动变量
生存期	定义了该变量的源程序	函数或复合语句内
作用域	函数内或复合语句中，其他函数不能使用
赋初值	若未赋初值，系统自动赋0；如果已赋初始值，则再次调用函数时，就不会执行赋初始值的语句	若未赋初值，系统赋随机数；如果已赋初始值，则再次调用函数时，还会重复执行赋初始值的语句
变量的值	一次调用函数完成后，变量的值会被保留，再次调用，还是原来的值	一次函数调用完成后，变量会被销毁，再次调用需要重新赋初始值
程序运行结果	1 2 3 4 5	1 1 1 1 1

//定义静态局部变量
#include<stdio.h>
int main()
{
   int i;
   void fun();
   
   for(i=1;i<=5;i++)
      fun();      //函数调用
   return 0;
}
void fun()
{
   static int j=0;
   j++;
   printf("%d ",j);
}


//定义自动变量
#include<stdio.h>
int main()
{
   int i;
   void fun();
   
   for(i=1;i<=5;i++)
      fun();      //函数调用
   return 0;
}
void fun()
{
   auto int j=0;
   j++;
   printf("%d ",j);
}

	静态全局变量	全局变量
生存期	定义了该变量的源文件	整个源文件
作用域	在定义了该变量的源文件内有效	同一源程序的所有源文件都有效

//假设一个源程序由源文件test_1和test_2组成
//test_1.c
int a,b;       //定义全局变量
static char ch;//定义静态全局变量
int main()
{
   ...
}

//test_2
extern int a,b;//正确a,b是全局变量
extern char ch;//错误，ch是静态全局变量
fun()
{
   ...
}