C/C++ - 变量进阶

目录

局部变量

全局变量

静态变量

寄存器变量

枚举变量

联合体

TYPEDEF

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局部变量

• 在C语言中，局部变量是在函数内部或代码块内部声明的变量。它们只在其被声明的函数或代码块内可见，超出范围的地方无法访问。

  • 局部性：局部变量的作用域仅限于其所在的函数或代码块，超出该范围无法直接访问。

  • 生命周期：局部变量在其所在的函数或代码块的执行期间存在，当函数或代码块执行结束时，局部变量的存储空间会被释放。

  • 默认值：局部变量不会自动初始化，使用之前需要手动赋值。

    #include 
    #include 
    
    void Fun(int num)
    {
    	//函数Fun内部的局部变量
    	int a = 0;
    
    	//函数内局部变量未赋值时默认值为堆栈数据0xcccccccc
    	int b;
    }
    
    int main()
    {
    	//参数压栈 -> PUSH 
    	//函数调用 -> CALL
    	//堆栈平衡 -> ESP
    	Fun(5);
    
    	//main函数当中无法使用Fun函数内部定义的局部变量
    	//a = 2;
    
    	if (1)
    	{
    		//main函数内部if语句代码块内定义的局部变量
    		int b = 0;
    
    		b = 1;
    	}
    
    	//超出局部变量定义的代码块外无法访问
    	//b = 2;
    
    	return 0;
    }
    
    

全局变量

• 在C语言中，全局变量是在函数外部声明的变量，它们可以被程序中的所有函数访问。全局变量具有以下特点：

  • 全局性：全局变量的作用域跨越整个程序，可以在程序中的任何函数中访问。

  • 生命周期：全局变量在程序的整个执行期间都存在，它们的存储空间在程序启动时分配，直到程序结束时才会释放。

  • 默认值：全局变量如果没有被显式初始化，会自动被初始化为0（对于数值类型）或空指针（对于指针类型）。

    #include 
    #include 
    
    //全局变量
    int g_Num = 0x12345678;
    
    void Fun()
    {
    	g_Num = 2;
    }
    
    int main()
    {
    	//全局变量数据编译后默认存储在文件内部
    	printf("%x - %x \r\n", &g_Num ,g_Num);
    	g_Num = 1;
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }
    
    

• 多个源文件包含一个全局变量

  • 定义头文件声明全局变量extern int g_Num;​​
  • 定义源文件定义全局变量int g_Num = 0;​​

静态变量

• 在C语言中，静态变量是在函数内部声明的变量，但其生命周期超出了函数的执行范围。静态变量具有以下特点：

  • 存储位置：静态变量存储在静态数据区，而不是栈上。它在程序运行期间一直存在，不会在每次函数调用时重新创建和销毁。

  • 初始化：静态变量默认情况下会被初始化为0（对于数值类型）或空指针（对于指针类型）。

  • 作用域：静态变量的作用域仅限于声明它的函数内部，但其在函数调用之间保持其值。

    #include 
    #include 
    
    void Fun()
    {
    	//局部变量 -> 线程栈区
    	int a = 0;
    	printf("A -> %d \r\n", ++a);
    
    	//静态变量 -> 初始化只执行一次 生命周期不会随着函数调用结束
    	static int b = 10;
    	printf("B -> %d \r\n", ++b);
    }
    
    int main()
    {
    	Fun();
    	Fun();
    	Fun();
    
    	return 0;
    }
    

  •  

寄存器变量

• 寄存器变量是一种通知编译器将变量存储在寄存器中的请求。它的目的是通过减少访问内存的次数来提高程序的执行效率。

• 编译器可以选择忽略这个请求，因为寄存器的数量是有限的，而且寄存器变量的地址是不可用的。

• 寄存器变量用于频繁访问的变量，通常是在循环或频繁调用的函数中使用。

• 只有整型变量（如int、char等）才能声明为寄存器变量。

• 寄存器变量不能直接获取其地址，因此无法使用指针指向寄存器变量。

• 编译器可以忽略寄存器变量的请求，特别是当寄存器数量有限时或者变量太大无法放入寄存器时。

  #include 
  
  int main() 
  {
      register int x;  // 声明寄存器变量
      int i, sum = 0;
  
      for (i = 1; i <= 10000; i++) 
  	{
          x = i;  // 将i赋值给寄存器变量x
          sum += x;
  	}
  
      printf("Sum: %d\n", sum);
  
      return 0;
  }
  

• 寄存器变量是一种通知编译器将变量存储在寄存器中的请求。
• 寄存器变量用于频繁访问的变量，可以提高程序的执行效率。
• 只有整型变量才能声明为寄存器变量。
• 编译器可以选择忽略寄存器变量的请求，因此不能依赖寄存器变量一定会存储在寄存器中。
• 寄存器变量的地址不可用，无法使用指针指向寄存器变量。

枚举变量

• 枚举变量是一种用户定义的数据类型，用于定义一组命名的整数常量。枚举变量提供了一种更加可读和可维护的方式来表示相关的常量值。

• 以下是枚举变量的特点和使用方法：

  • 枚举变量由一组预定义的常量值组成，称为枚举器（enumerator）。

  • 每个枚举器都有一个与之关联的整数值，从0开始依次递增。

  • 枚举变量的默认值是枚举器中的第一个值（默认为0）。

  • 枚举变量的值只能是枚举器中的某个值，不能赋予其他整数值。

    #include 
    #include 
    
    
    //枚举变量
    enum ThreadState
    {
    	THREAD_READY,
    	THREAD_WAIT,
    	THREAD_RUNNING,
    
    	THREAD_SUSPEND = 10,
    	THREAD_RESUME,
    	THREAD_EXIT
    };
    
    int main()
    {
    	printf("%d \r\n", THREAD_EXIT);
    
    	return 0;
    }
    

• 枚举变量是一种用户定义的数据类型，用于定义一组命名的整数常量。
• 枚举变量由一组预定义的常量值组成，称为枚举器。
• 枚举变量的默认值是枚举器中的第一个值，默认为0。
• 枚举变量的值只能是枚举器中的某个值，不能赋予其他整数值。
• 枚举变量可以提高代码的可读性和可维护性，特别是当需要表示一组相关的常量值时。

联合体

• 联合体是一种特殊的数据类型，允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。联合体的所有成员共享同一块内存空间，但一次只能存储其中的一个成员。

  • 联合体使用union​​关键字进行定义。
  • 联合体的成员可以是不同的数据类型，但它们共享同一块内存空间。
  • 联合体的大小等于最大成员的大小。
  • 可以通过成员访问运算符.​​来访问联合体的成员。

  • #include 
    #include 
    
    
    union MyUnion
    {
    	char a;
    	short b;
    	int i;
    };
    
    int main()
    {
    	union MyUnion u;
    	u.a = 0xDD;
    	u.b = 0xAABB;
    	u.i = 0x12345678;
    
    	printf("%x \r\n", u.a);
    	printf("%x \r\n", u.b);
    	printf("%x \r\n", u.i);
    
    
    	return 0;
    }
    

• 联合体是一种特殊的数据类型，允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。
• 联合体使用union​​关键字进行定义。
• 联合体的成员可以是不同的数据类型，但它们共享同一块内存空间。
• 联合体的大小等于最大成员的大小。
• 可以通过成员访问运算符.​​来访问联合体的成员。

TYPEDEF

• typedef是C语言中的一个关键字，它用于为现有的数据类型创建一个新的名称。通过typedef，可以为复杂的类型或自定义的结构体/联合体创建更简洁、易读的别名。

  • typedef与数据类型的定义一起使用，用于为数据类型创建别名。

    #include 
    #include 
    
    //typedef 数据类型		   别名;
    //typedef unsigned int     size_t;
    
    typedef int 整数型;
    typedef void 无返回;
    
    无返回 调试输出()
    {
    
    }
    
    
    int main()
    {
    	printf("%d \r\n", sizeof(整数型));
    
    	整数型 血量 = 10;
    	printf("%d \r\n", 血量);
    
    	调试输出();
    
    	return 0;
    }
    

  • typedef可以为基本数据类型（如int、char等）或复杂数据类型（如结构体、联合体等）创建别名。

    #include 
    #include 
    
    typedef struct _Animal
    {
    	int age;
    	int score;
    }Animal, * PAnimal;
    
    int main()
    {
    	//struct _Animal dog = { 3, 99 };
    	Animal dog = { 3, 99 };
    
    	//struct _Animal*  p1 = &dog;
    	PAnimal p1 = &dog;
    
    	return 0;
    }
    

  • typedef声明的别名可以像原始数据类型一样使用，可以用于声明变量、函数参数和返回值等。

    #include 
    #include 
    
    int Add(int a, int b)
    {
    	return a + b;
    }
    
    int Sub(int a, int b)
    {
    	return a - b;
    }
    
    int main()
    {
    	//函数指针
    	//返回值 (*变量名)(参数, 参数, ...)
    	int (*Fun)(int, int);
    
    	typedef int (*CallBack)(int, int);
    
    	CallBack add = Add;
    	add(1, 2);
    
    	CallBack sub = Sub;
    	sub(2, 1);
    
    	return 0;
    }