7.3 局部变量和全局变量（课件）-《C语言程序设计》同步教学（清华大学出版）

《C语言程序设计》 （清华大学出版） C 语言程序设计 第七章 函 数 2 第七章 函 数 第7章 函 数 7.1 函数定义和函数调用 7.2 函数的嵌套调用和递归调用 7.3 局部变量和全局变量 7.4 变量的存储类别 7.5 内部函数和外部函数 3 函数概述 程序设计有两大最高级的艺术 算法设计艺术 结构设计艺术 函数（function）是结构设计的最基本单位 “一个程序应该是轻灵自由的，它的子过程就象串在一根线上的珍珠。” ——Geoffrey James的《编程之道》 函数是C 语言的基本组成单元。每个函数用来完成某一特定的功能。 把单一功能做成函数的方式，有利于软件的复用。 第七章 函 数 4 函数概述 C程序的函数有两种： 标准库函数：由系统提供，如：sqrt(x), exp(x)。 自定义函数: 用户自定义函数 第七章 函 数 5 7.3 局部变量和全局变量 变量的分类 作用域: 变量的有效范围(空间) 局部变量 全局变量 生存期: 变量存在的时间(时间) 静态变量: 从程序开始执行到程序结束 动态变量: 从包含该变量定义的函数开始执行至函数执行结束 第七章 函 数 6 7.3.1 局部变量（内部变量） 定义：在函数内定义的变量。 作用域：在本函数内有效。 说明： (1) main函数中定义的变量只在 main函数中有效。 (2) 形参属于局部变量。 (3) 不同函数中同名变量，占不同内 存单元。 (4) 在复合语句中定义的变量，只在 本复合语句中有效。 7.3 局部变量和全局变量 void main() { int a,b,c; a=1;b=2; c=a+b; { int c; c=a-b; printf("%d ",c); } printf("%d ",c); } 输出： -1 3 第七章 函 数 7 7.3.2 全局变量 （外部变量） 定义：在函数外部定义的变量。 作用域：从定义的位置到本文件结束。 7.3 局部变量和全局变量 x, i, j a,b,c,d m, n c1，c2 a1, a2 int a1=1,a2=5; float f1(float x) { int i,j; ... ... } char c1,c2; char f2(int a, int b) {int c,d; ... ... } void main() {int m,n; ... ... } 第七章 函 数 8 注意： (1) 设置全局变量的作用是增加了函数间数据传递的通道。 (2) 全局变量定义时未初始化，系统为其赋初值0。 (3) 若全局变量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，同名的全局变量不起作用。 7.3 局部变量和全局变量 【例7.10】编写函数求两个数的和与积。 #include <stdio.h> float add, mult; void func(float x, float y) { add=x+y; mult=x*y; } void main() { float a,b; scanf("%f%f", &a,&b); func(a,b); printf("%.2f %.2f ",add,mult); } 运行情况如下： 3 8↙ 11.00 24.00 第七章 函 数 9 注意： (4) 当全局变量定义在后，引用在前时，应在引用它的函数中用extern 对此全局变量进行声明（说明）。 7.3 局部变量和全局变量 【例7.11】用extern声明外部变量，扩展它在程序文件中的作用域 #include<stdio.h> int max(int x, int y) { int z; z=x>y?x:y; return(z); } void main(){ extern A, B; printf("%d", max(A, B)); } int A=8, B=2; 第七章 函 数 10 (5) 当一个程序由多个源文件组成时，如果想在一个文件中引用另一个文件中的已定义的外部变量，要用extern对该变量进行声明。 文件a1.c中的内容为： #include <stdio.h> int a; main() { int power(int); int d,m; printf("enter a number and its power : "); scanf("%d,%d", &a, &m); d=power(m); printf("%d**%d=%d",a,m,d); } 文件a2.c中的内容为： extern a; int power(int n) { int i,y=1; for(i=1;i<=n;i++) y*=a; return(y); } 【例7.12】用extern将外部变量的作用域扩展到其他文件。 第七章 函 数 11 int x=1,y=2; void sub(int y) { x++; y++; printf(“(1) x=%d,y=%d ”,x,y); } void main() { int x = 5; sub(x); printf(“(2) x=%d,y=%d ”,x,y); } 练习： 程序结果 (1) x=2,y=6 (2) x=5,y=2 第七章 函 数 12 #include<stdio.h> int m=10,n=100; void de( ) { int n=100; n-=20; m-=2; } main( ) { int n=80; for(; n>=60;) { de( ); n=n-20; printf(“%d ”,n+m); } } de( )函数中局部变量n的作用域 main（）中局部变量n的作用域 全局 变量m , n 的作用域 运行结果： 68 46 全局变量可以与局部变量同名。在局部变量的作用范围内，全局变量不起作用。 第七章 函 数 13 7.4 变量的存储类型 变量的属性： int x; 数据类型：如 int, float 等。 存储类型：是指数据在内 存中的存储方式。 分两大类：静态存储类 动态存储类 用户内存空间 静态存储区 动态存储区 程序区 具体包括四种：自动的（auto）， 静态的（static）， 寄存器的（register） ，外部的（extern）。 变量定义的形式：存储类型标识符 类型标识符 变量名； 例如： auto int x; 或 int x; 第七章 函 数 14 7.4 变量的存储类型 auto 自动变量——动态存储区 register 寄存器变量 ——CPU中的寄存器 extern 外部变量 ——静态存储区 static 静态变量——静态存储区 存储类型 程序区 静态存储区 动态存储区 形参、自动变量、函数调用的现场等 全局变量、静态变量 存放数据 第七章 函 数 15 7.4 变量的存储类型 局部变量的存储方式(三种) 自动变量 静态局部变量 寄存器变量 第七章 函 数 16 1、自动变量 （auto ） “自动”体现在 进入语句块时自动申请内存，退出时自动释放内存 对它们分配和释放存储空间的工作由编译系统自动处理，故称其为自动变量 标准定义格式 auto 类型名 变量名; 动态局部变量 缺省的存储类型 不初始化时，值是不确定的 例如： int f ( int a ) /* 形参a为自动变量， auto省略 */ { auto int b,c=3; /*定义b,c为自动变量*/ ……} 第七章 函 数 17 2、静态局部变量 有时希望函数中局部变量的值在函数调用结束后不消失（以后一直存在，并总是保持它的最新值，即具有记忆性。）即不释放存储单元。此时可指定该变量为“静态局部变量”，用关键字“static”说明。 静态局部变量系统自动初始化为0。存放在静态存储区中 第七章 函 数 18 2、静态局部变量 有时希望函数中局部变量的值在函数调用结束后不消失（以后一直存在，并总是保持它的最新值，即具有记忆性。）即不释放存储单元。此时可指定该变量为“静态局部变量”，用关键字“static”说明。 静态局部变量系统自动初始化为0。存放在静态存储区中 静态变量和全局变量都是静态存储类型 自动初始化为0 从静态存储区分配，生存期为整个程序运行期间 但作用域不同 第七章 函 数 19 【例7.13】考察静态局部变量的值 #include<stdio.h> int func(int a) {int b=0; static int c = 1; b = b + 1; c = c + 1; return( a + b + c ); } void main() {int a = 2,i; for(i= 0;i<3;i++) printf(" %d",func(a)); } 分析：i=0时： a: 2 b：0 c：1 b：1 c：2 a+b+c=2+1+2=5; 运行结果： 5 6 7 分析：i=1时： a: 2 b：0 c：2 b：1 c：3 a+b+c=2+1+3=6; 第七章 函 数 20 3、寄存器变量（register） 对频繁使用的变量，为减少存取变量花费的时间，C语言允许将局部变量的值存放在CPU运算器的寄存器中，称为“寄存器变量”，用关键字“register”说明。 说明： 寄存器变量的类型一般只限于整型、字符型或指向整型、字符型的指针，且只用于局部变量和形参。因此，全局寄存器变量是非法的。 不能定义任意多个寄存器变量，因为一个计算机系统中寄存器的数目是有限的。 不能取寄存器变量的地址 第七章 函 数 21 7.5 内部函数和外部函数 1. 内部函数 内部函数 只能被本文件中的其他函数所调用。 在定义函数时，在前面加 static 即: static 类型标识符 函数名（形参表） 例如： static float fun(float x, float y) { …… } 第七章 函 数 22 7.5 内部函数和外部函数 2. 外部函数 (1) 在定义函数时，在前面加上 extern，则表示该函数为外部函数，可供 其他文件 调用。 如 extern float fun(float x, float y) { … … } 或 float fun(float x, float y) { … … } (2) 在需要调用此函数的文件中，用extern 声明所用函数是外部函数。如 extern float fun(float x, float y)； 或 float fun(float x, float y)； 第七章 函 数 23 练习： f ( int a ) { auto int b=0; static int c=3; /*定义静态局部变量c*/ b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); } main() { int a=2,i; for( i =0;i <3;i++) printf(“%d”,f(a)); } 运行结果为： 7 8 9 第七章 函 数 24 int k=0; void fun(int m) { m+=k; k+=m; printf(“m=%d k=%d”,m,k++); } main() { int i=4; fun(i++); printf(“i=%d k=%d ”,i,k); } 输出结果: m=4 k=4 i=5 k=5 第七章 函 数 25 int a=4; int f(int n) { int t=0; static int a=5; if (n%2) {int a=6; t+=a++;} else {int a=7;t+=a++;} return t+a++; } main() { int s=a, i=0; for( ;i<2;i++) s+=f(i); printf(“%d ”,s); } A) 24 B) 28 C) 32 D) 36 答案:B 第七章 函 数 26 THANK YOU main� f1� f2� f3� f4� f5� f6� f7� $$