C语言《变量作用域和预编译.ppt

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=50nX in fund1=100nX 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=999nX in fund1=999nX 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,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,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!=12!=23!=64!=245!=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 3.14159void 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 dba=dbV;,预 编 译 后 的 源 程 序 代 码,编译预处理,test.h,文件包含-#include,int nV=10;double dbV=0.5;,2.2 文件包含-#include,参见源码:exp0907,本次课课程总结,作业布置与要求,1、设计一个程序，定义带参数的宏MAX（A，B）和MIN（A，B），分别求出两数中的大数和小数。在主函数中输入三个数，并求出这三个数中的最大值和最小值。,2、论述题.(见09-变量作用域和预编译习题.doc),预习,