總體認(rèn)知初始化

2009-02-24 07:02:48王恒濱

計(jì)算機(jī)教育 2009年2期

文章編號：1672-5913(2009)02-0075-05

摘要：介紹C語言的教科書都會在某種類型的變量或數(shù)組引出后，緊接著就給出初始化方法。這種分散介紹，既欠完整又拉長篇幅，還不利于說清楚究竟可以用什么，以怎樣的次序做初始化。況且初始化畢竟不是非靜態(tài)局部的必須。本文總體地考察了初始化問題，只要把這些內(nèi)容放在其他知識之后，就能達(dá)到全面、透徹的目的。

關(guān)鍵詞：C語言；初始化；數(shù)組

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 概述

初始化是C系列高級語言的一種特殊用法。在定義變量或數(shù)組時(shí)，在名字后跟隨賦值運(yùn)算符及欲賦的值——稱作初始值，系統(tǒng)就會在分配內(nèi)存的同時(shí)存入相應(yīng)的初始值。正是這種存儲時(shí)機(jī)的超前性，引出了許多與一般賦值截然不同的語言現(xiàn)象。例如

可以把定義int a, b, c; 改作對a、c有初始化的定義：

int a = 0, b, c = 100;

此時(shí)系統(tǒng)在給a、c分配內(nèi)存的同時(shí)還會分別在其中存儲初始值0和100。

由于程序中定義的變量或數(shù)組往往不止一個(gè)，它們在開始有效的時(shí)間上，一定存在著先后次序，也即起始有效時(shí)刻不盡相同。起始有效時(shí)刻取決于它們出現(xiàn)在定義中的次序。從總體上來看，全局的起始有效時(shí)刻提前于局部的。也是由于初始化是在定義中給出的，不理解起始有效時(shí)刻的先后，往往會錯(cuò)誤地把還未有效的名字用在提供初始值的表達(dá)式中。例如

int *p = a, a[10];

是錯(cuò)誤的，問題出在對p初始化時(shí)a還未有效。

從定義的次序上還能發(fā)現(xiàn)，提供初始值的表達(dá)式中錯(cuò)用了一個(gè)未曾初始化的變量的不確定值。例如

int a[10], b = a[1];

也是錯(cuò)誤的，問題出在a[1]未曾初始化，它的值不確定。

2 初始化意義下的常值

有時(shí)提供的初始值必須是常值意義的表達(dá)式，所謂的常值，包括如下兩類：

1) 整型常值

整數(shù)(即整型常量)、字符常量(也是整型常量)或由它們構(gòu)成的表達(dá)式。例如

-3512 + 5 * 6'd''d' + 3

2) 指針型常值

(1) 字面指針常量和字符串常量(代表指針常量)。例如

(int *)1000"I love China"

(2) 具有指針值的表達(dá)式。其中可以出現(xiàn)整型常值，但出現(xiàn)的變量名或數(shù)組名乃至成員名，都必須是全局的或靜態(tài)的，并且還要保證，在計(jì)算該表達(dá)式時(shí)，僅僅取用這些名字對應(yīng)的內(nèi)存地址形成的指針值。例如，假設(shè)有以下的聲明和定義：

struct tag

{

short a;

char b[3];

};

short v, *m, n[7], *p[5], r[5][7];

main()

{

static struct tag vs, ns[4];

/* …… ……*/

}

并且還假設(shè)它們對應(yīng)內(nèi)存的情況為：

v、m、n、p、r、vs、ns

分別對應(yīng)：5000、5002、5006、5020、5040、10000、10030

那么，從中可以寫出一系列指針型常值，見下表，而且這些常值是什么也體現(xiàn)在表里，其中用陰影淡化的極不常用，列于表中僅為了表格完整，也可以作為指針運(yùn)算的練習(xí)。

3 變量的初始化

3.1 全局和靜態(tài)局部變量的初始化

凡是可以寫出直接由變量名接收常值的賦值語句，都可以寫出相應(yīng)的初始化。例如

int va = 1,

int *m, n[7], *p[5], r[5][7];

main()

{

static int vb = 123;

static int *ma = &v, *mb = n,

*mc = r[3],

*md = (int*)"I love here";

static int **oa = &m, **ob = p;

static int (*qa)[7] = &n,

(*qb)[7] = r, (*qc)[7] = &r[4];

……

}

其中，對全局變量va和靜態(tài)局部變量vb、ma、mb、mc、md、oa、ob、qa、qb、qc做了初始化。

3.2 非靜態(tài)局部變量的初始化

凡是可以寫出直接由變量名接收賦值的賦值語句，都可以寫出相應(yīng)的初始化。

例如

int v = 1, r[5][7];

main()

{

int n[7];

int va = v + 1, vb = va + 2,

vc = va * vb;

int *ma = n + va,

*mb = &n[vc] - vb;

int (*qa)[7] = r + va,

(*qb)[7] = &r[vc] - vb;

……

}

其中，對非靜態(tài)局部變量va、vb、vc、ma、mb、qa、qb做了初始化。這方面更多的例子將隨后面的例子一道給出。

結(jié)構(gòu)體變量直接由變量名接收賦值的賦值語句，只有一種形式，即提供值的表達(dá)式得是一個(gè)同類型的結(jié)構(gòu)體變量。然而，結(jié)構(gòu)體變量的初始化還存在另外的形式，也隨后面的例子一道給出。

4 數(shù)組和結(jié)構(gòu)體變量的初始化

這類初始化，是在賦值運(yùn)算符后面跟上由一對花括號形成的整體，其中用逗號間隔的每一項(xiàng)依次是為相應(yīng)元素或相應(yīng)成員提供的值。如果元素或成員仍為數(shù)組或結(jié)構(gòu)體變量，那么為其提供的值還得是由一對花括號括起來的有逗號間隔的一些項(xiàng)，以此類推。最終，從整體外觀看，為初始化提供的可能是有嵌套的花括號層次結(jié)構(gòu)。

例如，有以下定義：

int r[2][5];

struct tag ns[2];

其中的結(jié)構(gòu)體類型如從前那樣做了聲明。現(xiàn)在來看怎樣為r和ns提供初始值。

1) 對r來說，它有2個(gè)元素r[0]、r[1]，應(yīng)在花括號內(nèi)準(zhǔn)備2項(xiàng)，即 {#, #}，而r[0] 又有5個(gè)元素r[0][0]、r[0][1]、r[0][2]、r[0][3]、r[0][4]，應(yīng)當(dāng)是包含5項(xiàng)的花括號，即：

{ #, # } => {{#}, ＃}

=> {{#, #, #, #, #}, # }

關(guān)于r[1] 同理，即有：

{{#, #, #, #, #}, #}

=> {{#, #, #, #, #}, {#, #, #, #, #}}

于是，便得到了最終的花括號層次結(jié)構(gòu)。

2) 對ns來說，它有2個(gè)元素ns[0]、ns[1]，應(yīng)在花括號內(nèi)準(zhǔn)備2項(xiàng)，即{#, #}，而ns[0] 又有2個(gè)成員ns[0].u、ns[0].v，應(yīng)當(dāng)是包含2項(xiàng)的花括號，即：

{#, # } => {{#}, # } => {{#, #}, # }

而ns[0].v又有3個(gè)元素ns[0].v[0]、ns[0].v[1]、ns[0].v[2]，應(yīng)當(dāng)是包含3項(xiàng)的花括號，即：

{{#, # }, # } => {{#, {#}}, #}

=> {{#, {#, #, #}}, # }

關(guān)于ns[1] 同理，即有：

{{#, {#, #, #}}, # }

=> {{#, {#, #, #}}, {#, #}}

int r[3][3]={{0, 1, 2},{3, 4, 5},{6, 7}};

此處再一次體會到，二維數(shù)組的列數(shù)是不可省略的重要信息！

6.2 用字符串常量做初始化

允許使用一個(gè)字符串常量，作為提供初始值所需的諸多字符。

1) 初始化一維字符數(shù)組。例如

char nc[3] = {"123"}; 或

char nc[3] = "123";

都相當(dāng)于

char nc[3] = {'1', '2', '3'};

準(zhǔn)確地說，此處字符串常量的一個(gè)字符剛好代表一般初始化方法的一項(xiàng)。

2) 初始化二維字符數(shù)組。但一個(gè)字符串常量僅能作為一行的初始值。例如

char rc[2][3] = {{"12"}, {"123"}};

或 char rc[2][3] = {"12", "123"};

都相當(dāng)于

char rc[2][3] = {{'1','2'}, {'1','2', '3'}};

僅能作為一行的初始值意指，盡管以下的初始化方法是允許的，

char rc[2][3] = {'1','2','1','2','3'};

相當(dāng)于

char rc[2][3] = {{'1','2','1'}, {'2','3'}};

但不能寫成：

char rc[2][3] = {"12123"};

或 char rc[2][3] = "12123";

3) 一維字符數(shù)組的方括號內(nèi)可空。字符串常量結(jié)尾的空字符也算數(shù)。例如

char nc[] = {"123"};

或 char nc[] = "123";

可以決定nc有4個(gè)元素，相當(dāng)于

char nc[] = {'1', '2', '3', '