淺析C語言中的變量

[摘 要]：C語言是一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它是世界上最流行、使用最廣泛的高級程序設計語言之一。在操作系統和系統使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用C語言明顯優于其它高級語言。但是，由于C語言牽涉到的概念比較復雜，規則繁多，所以很多初學者感到困難，尤其在函數的局部變量、全局變量、遞歸調用、指針等的使用上更是一頭霧水，本文就C語言的局部變量和全局變量的定義及其使用進行一些分析比較。

[關鍵詞]：C語言 局部變量 全局變量 作用域

一、引言

C語言是一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它是世界上最流行、使用最廣泛的高級程序設計語言之一。在操作系統和系統使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用C語言明顯優于其它高級語言。在C語言函數的形參變量中，形參變量只在被調用期間才分配內存單元，調用結束立即釋放。這一點表明形參變量只有在函數內才是有效的，離開該函數就不能再使用了。這種變量有效性的范圍稱變量的作用域。不僅對于形參變量，C語言中所有的量都有自己的作用域。變量說明的方式不同，其作用域也不同。C語言中的變量，按作用域范圍可分為兩種，即局部變量和全局變量。

二、局部變量

局部變量是指在程序中，只在特定過程或函數中可以訪問的變量，是相對與全局變量而言的。

它有幾個特征：作用域為定義它的函數；編譯器不會對自動變量給予隱含的初值，故其值不確定，因此每次使用前必須明確的置初值；形參是自動變量，作用域僅限于相應函數內；自動變量隨函數的引用而存在和消失，由一次調用到下一次調用之間不保持值。

關于局部變量的作用域要注意幾點：主函數中定義的變量也只能在主函數中使用，不能在其它函數中使用。同時，主函數中也不能使用其它函數中定義的變量。因為主函數也是一個函數，它與其它函數是平行關系。這一點是與其它語言不同的，應予以注意；形參變量是屬于被調函數的局部變量，實參變量是屬于主調函數的局部變量；允許在不同的函數中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發生混淆；在復合語句中也可定義變量，其作用域只在復合語句范圍內。

三、全局變量

全局變量也稱為外部變量，它是在函數外部定義的變量。它不屬于哪一個函數，它屬于一個源程序文件。其作用域是整個源程序。在函數中使用全局變量，一般應作全局變量說明。只有在函數內經過說明的全局變量才能使用。全局變量的說明符為extern。但在一個函數之前定義的全局變量，在該函數內使用可不再加以說明。

全局變量的優點有：地址固定、效率高；用起來方便。

全局變量的缺點有：全局變量保存在靜態存貯區，程序開始運行時為其分配內存，程序結束釋放該內存。與局部變量的動態分配、動態釋放相比，生存期比較長，因此過多的全局變量會占用較多的內存單元；全局變量破壞了函數的封裝性能。前面的章節曾經講過，函數象一個黑匣子，一般是通過函數參數和返回值進行輸入輸出，函數內部實現相對獨立。但函數中如果使用了全局變量，那么函數體內的語句就可以繞過函數參數和返回值進行存取，這種情況破壞了函數的獨立性，使函數對全局變量產生依賴。同時，也降低了該函數的可移植性；全局變量使函數的代碼可讀性降低。由于多個函數都可能使用全局變量，函數執行時全局變量的值可能隨時發生變化，對于程序的查錯和調試都非常不利。

使用全局變量時應注意：全局變量是使程序簡潔，在保持簡潔的同時不能使程序的邏輯發生混亂。特別是程序中需要根據某些狀態來決定程序的流程時；全局變量處理的內容最好具有唯一性；需要使用多個全局變量時，最好把這些全局變量都封裝在一個結構中；自定義的庫中最好不要包括全局變量。

總之，全局變量可以使用，但是全局變量使用時應注意的是盡可能使其名字易于理解，而且不能太短，避免名字空間的污染；避免使用巨大對象的全局變量。

四、應用分析

int x=100；/*全局變量的定義*/

main（ ）

{ int x=100；/*局部變量，函數內有效*/

f（ ）；

ff（ ）；

printf（“%d＼n”，x）； }

f（ ）

{ int x=500；/*局部變量，函數內有效*/

x+=100；

printf（“%d＼n”，x）； }

ff（ ）

{ x+=100；/*使用全局變量*/

printf（“%d＼n”，x）； }

運行結果：600/*調用函數f（ ）的結果*/

200/*調用函數ff（ ）的結果*/

100/*調用函數main（ ）的結果*/

以上是局部變量和全局變量的一個典型的應用，在這個程序中”int x=100”中的x是一個全局變量，一經定義編譯系統為其分配固定的內存單元，在程序運行的自始至終都占用固定單元，所以在main（ ）函數的最后一句中輸出的結果是100；在f（ ）函數中x定義為一個值為500的局部變量，由于在局部變量起作用的范圍內，全局變量不起作用，所以”int x=500”在f（ ）函數中有效，故第一個輸出的結果是600；在ff（ ）函數中，沒有定義局部變量，所以x被認為就是之前定義的全局變量的x，其值自然就是100，故第二個輸出的結果是200。

五、結論

通過對全局變量與局部變量的分析，在使用全局變量與局部變量時應注意到：不同函數內的局部變量可以重名，互不影響。但是，在局部變量起作用的范圍內，全局變量不起作用。最后全局變量的初始化只能有一次，是在對全局變量說明時進行初始化。

參考文獻：

[1]譚浩強. C語言程序設計 [M]. 北京：清華大學出版社 1991

[2]李鳳霞 C語言程序設計教程（第二版）[M] 北京：北京理工大學出版社 2008