5.6 变量的作用域和存储类型（教案）-《C语言程序设计》同步教学（电子工业出版社）

教案用纸 第 7 周 总第 19 次 学时：2 教学班级： 课程：C语言程序设计 授课教师：刘畅 课题： 5.6 变量的作用域和存储类型 教学方法：启发式、案例式 教具：常规教具 教学目标：使同学们掌握局部变量、全局变量的作用域和存储类型 教学重点：局部变量、全局变量的作用域区别 教学难点：函数在不同文件中如何运行 主要教学内容： 5.6 变量的作用域和存储类型 5.6.1 变量的作用域 5.6.2 变量的生存期 5.6.3 变量的存储类型 课后回顾： 教案用纸 四个一： 提问：函数递归的条件 导入：我们学习了变量的定义，那么变量定义的位置不同，变量的作用域以及存储类型如何使用呢？ 正文： 5.6 变量的作用域和存储类型 5.6.1 变量的作用域 在C语言中，由用户名命名的标识符都有一个有效的作用域。不同的作用域允许相同的变量和函数出现，同一作用域变量和函数不能重复。 依据变量作用域的不同，C语言变量可以分为局部变量和全局变量两大类。在函数内部或复合语句内部定义的变量，称为局部变量。函数的形参也属于局部变量。在函数外部定义的变量，称为全局变量。有时将局部变量称为内部变量，全局变量称为外部变量。 变量的作用域要注意以下几点： （1）主函数中定义的变量只能在主函数中使用，不能在其他函数中使用。因为主函数也是一个函数，它与其他函数是平等关系。 （2）不同的函数内可以定义相同名字和内部变量，它们互不影响。 （3）形参变量属于被调函数的内部变量，实参变量属于主调函数的内部变量。 （4）在函数体内的复合语句中可以定义变量，其作用域只在复合语句范围内，这种复合语句也称为“分程序”或“程序段”。 （5）在同一源程序文件中，如果全局变量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内全局变量不起作用。 （6）全局变量的使用会降低函数的通用性、可靠性、清晰性，因此建议没有必要时不要使用全局变量。 5.6.2 变量的生存期 变量的生存期是指变量值在程序运行过程中的存在时间。C语言变量的生存期可以分为静态生存期和动态生存期。 一个程序占用的内存空间通常分为两个部分：程序区和数据区，数据区也可以分为静态存储区和动态存储区。 其中程序区中存放的是可执行程序的机器指令。静态存储区中存放的是静态数据，如静态常量、静态变量。动态存储区中存放的是动态数据，如动态变量。动态存储区分为堆内存区和栈内存区，堆和栈是不同的数据结构，栈由系统管理，堆由用户管理。 静态变量是指main函数执行前就已经分配内存的变量，其生存期为整个程序执行期；动态变量是在程序执行到该变量声明的作用域才临时分配内存，其生存期仅在其作用域内。 生存期和作用域是不同的概念，分别从时间和空间上对变量的使用进行界定，相互关联又不完全一致。例如，静态变量的生存期贯穿整个程序，但作用域是从声明位置开始到文件结束。 5.6.3 变量的存储类型 变量的存储类型有4种，分别由4个关键字表示：auto（自动）、register（寄存器）、static（静态）和extern（外部）。例如，在前面章节各程序中所使用的变量，它们的存储类型均为auto类型。 ( 存储类型 类型名 变量名表; ) 例如： auto int x; /*定义一个自动整型变量x，auto可省略*/ register float y; /*定义一个寄存器浮点型变量y*/ static double z; /*定义一个静态双精度浮点型变量z*/ extern long s; /*声明（不是定义）一个外部长整型变量s*/ 1．自动（auto）类型 用auto定义的变量称为自动变量，可缺省auto。自动类型变量值是不确定的，如果初始化，则赋初值操作是在调用时进行的，且每次调用都要重新赋一次初值。 在函数中定义的自动变量只在该函数内有效，函数被调用时分配存储空间，调用结束就释放。在复合语句中定义的自动变量只在该复合语句中有效，退出复合语句后，便不能再使用，否则将引起错误。 2．寄存器（register）类型 用register定义的变量是一种特殊的自动变量，称为寄存器变量。这种变量建议编译程序将变量中的数据存放在寄存器中，而不像一般的自动变量那样，占用内存单元，可以大大提高变量的存取速度。 一般情况下，变量的值都是存储在内存中的。为提高执行效率，C语言允许将局部变量的值存放到寄存器中，这种变量就称为寄存器变量。 3．静态（static）类型 全局变量和局部变量都可以用static来声明，但意义不同。 全局变量总是静态存储，默认值为0。全局变量前加上static表示该变量只能在本程序文件内使用，其他文件无使用权限。对于全局变量，static关键字主要用于在程序包含多个文件时限制变量的使用范围，对于只有一个文件的程序有无static都是一样的。 局部变量定义在函数体（或复合语句）内部，用static来声明时，该变量为静态局部变量。静态局部变量属于静态存储，在程序执行过程中，即使所在函数调用结束也不释放。 静态局部变量定义并不初始化，则自动赋以数字“0”（整型和实型）或'\0'（字符型）。每次调用定义静态局部变量的函数时，不再重新为该变量赋初值，只是保留上次调用结束时的值，所以要注意多次调用函数时静态局部变量每次的值。 4．外部（extern）类型 在默认情况下，在文件域中用extern声明（注意不是定义）的变量和函数都是外部的。但对于作用域范围之外的变量和函数，需要使用extern进行引用性声明。 对外部变量的声明，只是声明该变量是在外部定义过的一个全局变量，在这里引用。而对外部变量的定义，则是要分配存储单元。一个全局变量只能定义一次，却可以多次引用。用extern声明外部变量的目的是可以在其他的文件中调用。 小结： 这节课我们学习了局部变量、全局变量的定义及其存储类型，定义函数内的变量称为局部变量，只允许定义该变量的复合语句内的语句访问。用static修饰的局部变量称为静态局部变量，可用于在本次调用与下次调用之间传递数据；定义于函数外的变量称为全局变量，用static修饰的全局变量只允许被本文件中的函数访问，而没有用static修饰的全局变量则允许同一程序任何文件中的函数访问。 备 注 先让同学们分析程序，通过案例使同学们掌握学习的目的，并且吸引学生的兴趣。 对比方式：通过局部变量与全局变量进行对比性讲解，加深同学们的印象。 注意：变量已经在第2章讲过，本节课主要讲解变量定义时的存储类型。 通过案例式的教学方法讲解局部静态变量的使用方法。 学科网（北京）股份有限公司 $$