变量的作用范围与存储类型

变量的作用范围

C语言按变量的作用范围可以将变量可分为局部变量和全局变量。

局部变量

定义：不管是主函数还是其他函数，在函数内声明的变量（包括函数参数）统称为局部变量。
特点：是随函数的调用而生成，函数的调用结束而释放。
作用：作用范围是定义它的函数，只在定义它的作用域内有效，当退出作用域时，其储存空间被释放。而且所有定义过的变量都是局部变量。

例如：

int fl(int a)
{
    int b,c;
    ...
}              /*a,b,c作用域：仅限于函数fl()中*/
int f2(int x)
{
    int y,z;
    ...
}              /*x,y,z作用域：仅限于函数f2()中*/
main()
{
    int m,n;
    ...
}              /*m,n作用域：仅限于函数main()中*/

局部变量的作用域的说明：

（1）形参变量也是局部变量，属于被调函数；实参变量，则是调用函数的局部变量。
（2）在复合语句中也可以定义局部变量，其作用域只在复合语句范围内。
（3）主函数main()中定义的局部变量，也只能在主函数中使用，其他函数不能使用。同时，主函数也不能使用其他函数中定义的局部函数。因为主函数也是一个函数，与其他函数是平行关系。这一点是与其他语言不同的，应予以注意。

全局变量

定义：函数外定义的变量称为全局变量。全局变量可以被定义它的文件中的所有函数使用。
作用：其作用域是整个源程序。在函数中使用全局变量，一般应作全局变量说明。
特点：全局可视，任何一个函数都可以访问和更改变量值。.内存地址固定，读写效率高。

注意：如果定义了与全局变量同名的局部变量，则局部变量优先。

#include<stdio.h>
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,1,w,h;
   printf("\ninput length,width and height:");
v=vs(1,w,h);
printf("v=%d s1=%d s2=%d s3=%d\n",v,s1,s2,s3);
}

结果输出：

input length,width and height:10,6,5
v=300 s1=60 s2=30 s3=50

程序说明：

1，第2行定义整型全局变量是，s1,s2和s3;

2 , 第3~8行定义函数vs，计算长方体的体积和三个面的面积。

3，第11~13行定义局部整行变量v,1,w,和h并通过键盘输入进行初始化。

4，第14行调用函数vs,计算长方体的体积和三个面的面积，函数的参数遵循“单向值传递”的法则，所以局部变量v,1,w和h只能将值传递给vs形参，而形参却不能改变实参的值，但在函数vs中将计算结果赋值给三个全局变量s1,s2和s3,全局变量在整个程序中都是可见并有效的，程序中任何一个地方对全局变量的操作都可以改变其值。

全局变量的说明：

1.全局变量可加强函数模块之间的数据联系，但是又使这些函数依赖这些全局变量，因而使得这些函数的独立性降低。

从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时，不要使用全局变量。

1.全局变量的作用域是从定义点道文件结束。如果定义点之前的函数需要引用这些全局变量，需要在函数内对被引用的全局变量进行说明。全局变量说明的一般形式为：

extern数据类型全局变量[.全局变量 2......]；

外部变量使用关键字“extern”定义，在函数体之外定义。存放在静态储存区。

全局变量的优点：

（1）增加了各函数间数据传送的渠道。特别是函数返回值通常仅限于一个，在很多场合不能满足使用要求。此时利用全局变量，可以得到更多的数据处理结果。

（2）利用全局变量可以减少函数实参与形参的个数。可以减少变量的个数，减少由于实际参数和形式参数的数据传递带来的时间消耗。

全局变量的缺点：

（1）局变量保存在静态存贮区，程序开始运行时为其分配内存，程序结束释放该内存。与局部变量的动态分配、动态释放相比，生存期比较长，因此过多的全局变量会占用较多的内存单元。

（2）全局变量破坏了函数的封装性能。前面的章节曾经讲过，函数象一个黑匣子，一般是通过函数参数和返回值进行输入输出，函数内部实现相对独立。但函数中如果使用了全局变量，那么函数体内的语句就可以绕过函数参数和返回值进行存取，这种情况破坏了函数的独立性，使函数对全局变量产生依赖。同时，也降低了该函数的可移植性。

（3）全局变量使函数的代码可读性降低。由于多个函数都可能使用全局变量，函数执行时全局变量的值可能随时发生变化，对于程序的查错和调试都非常不利。因此，如果不是万不得已，最好不要使用全局变量。

变量的存储类别

定义：

C语言中的变量不仅有类型属性，而且还有存储类别的属性。完整的变量定义应该确定它的两种属性：存储类型和数据类型。

变量定义的完整形式为：
[存储类型]类型说明符变量名表列；

变量占用内存单元的时间称为“生存期”，变量的生存期是由变量的存储位置决定的

CPU寄存器：CPU寄存器中存储的数据是动态存储类型，不能长期占用。
内存储器：内存中供用户使用的存储空间分为代码区与数据区两个部分。

静态存储方式：是指在程序运行期间分配固定的存储空间的方式。
动态存储方式：是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。
比如extern u8 tpwakeupswitch;extern int tpwakeupswitch_read();一定要加上返回类型，亲身碰到没有返回类型，引用过来的变量是很奇怪的值。
四）register：register称为寄存器变量。它只能用于整型和字符型变量。定义符register说明的变量被存储在CPU的寄存器中，定义一个整型寄存器变量可写成: register int a;
对于以上四种数据的存储位置：register变量存在CPU的寄存器中；auto类型变量存在内存的栈；static型的局部变量和全局变量以及extern型变量（即全局变量），存在于内存的静态区。

1，自动存储类型

定义：
自动变量又称动态变量，在程序执行过程中，需要使用它时才分配存储单元，使用完立即释放。
关键字auto表示变量是自动存储类型，自动存储类型的变量具有动态性。存储在堆区和栈区的变量，随函数调用而生成，随函数调用结束而释放，C语言从存储的角度称这些变量为自动变量。
动态变量的定义格式：
auto 数据类型变量名；/* 关键字 auto 可缺省*/

例如，定义a,b,c为整型自动存储类别变量：
auto int a,b,c

外部变量：说明外部变量的关键字为extern，外部变量有两种情形：
1.本文件（源程序）中的全局变量先使用后说明的，使用前要说明为外部变量。
2.其他文件中未用static说明的全局变量。
特点：

外部变量一定是全局变量。
外部变量的存储类型是静态类型，具有缺省初值0.

寄存器变量：用关键字register说明的变量是寄存器类型变量。C++编译器江永寄存器类型变量的值存放在CPU的寄存器中，而不是存储器中，从而提高程序运行效率，常用语循环控制。

#include<stdio.h>
main()
{
    int a=0;
    register int i;
    for(i=1;i<10;i++)
{
          a+=i;
           printf("%d",a);
}
    printf("\n");
}

运行结果：

a.out
1 3 6 10 15 21 28 36 45

注意:

由于寄存器变量属于动态存储方式，故只有局部自动变量和形式参数才可以定义为寄存器变量。
凡需要采用静态存储方式的量不能定义为寄存器变量。
由于CPU中寄存器的个数是有限的，因此使用寄存器变量的个数也是有限的。
定义成寄存器类型的变量未必能按寄存器变量使用，还是当着一般变量来使用，这个取决于编译器。

静态变量：静态变量的类型说明符是static，属于静态存储方式。
特点：具有缺省的初值0，有全局和局部之分。当static修饰的是局部变量的时候，说明该变量一直存在，但是该变量只能在该作用域内使用（静态变量的记忆功能）。
当static修饰的是全局变量的时候，表示该全局变量只能在本文件（源程序）中使用，其他文件是不允许引用被static修饰的全局变量的。一般的全局变量虽然不是静态变量，但像静态变量一样具有缺省的初值为0.静态数组变量同样具有缺省的初值为0，如static int a[10];则数组a的每个元素的值都为0.
静态局部变量和非局部变量的本质区别是存储类不同：静态局部变量分配在数据段/bss段上，而非静态局部变量分配在栈上。

注意：

1.局部变量默认auto型
2.register型变量个数受限，且不能为long,double,float型。
3.局部static变量具有全局寿命和局部可见性,还具有可继承型。
4.extern不是变量定义，可扩展外部变量作用域。

变量的作用范围与存储类型