二級(jí)C輔導(dǎo)教程及考點(diǎn)分析：第五章 函數(shù)

    在前面介紹全局變量時(shí)已介紹過外部變量。這里再補(bǔ)充說明外部變量的幾個(gè)特點(diǎn)：
    1. 外部變量和全局變量是對(duì)同一類變量的兩種不同角度的提法。全局變是是從它的作用域提出的，外部變量從它的存儲(chǔ)方式提出的，表示了它的生存期。

    2. 當(dāng)一個(gè)源程序由若干個(gè)源文件組成時(shí)， 在一個(gè)源文件中定義的外部變量在其它的源文件中也有效。例如有一個(gè)源程序由源文件F1.C和F2.C組成： F1.C
    int a,b; /*外部變量定義*/
    char c; /*外部變量定義*/
    main()
    { 
    ……
    }
    F2.C
    extern int a,b; /*外部變量說明*/
    extern char c; /*外部變量說明*/
    func (int x,y)
    {
    ……
    }
    在F1.C和F2.C兩個(gè)文件中都要使用a,b,c三個(gè)變量。在F1.C文件中把a(bǔ),b,c都定義為外部變量。在F2.C文件中用extern把三個(gè)變量說明為外部變量，表示這些變量已在其它文件中定義，并把這些變量的類型和變量名，編譯系統(tǒng)不再為它們分配內(nèi)存空間。 對(duì)構(gòu)造類型的外部變量， 如數(shù)組等可以在說明時(shí)作初始化賦值，若不賦初值，則系統(tǒng)自動(dòng)定義它們的初值為0。

    三、靜態(tài)變量

    靜態(tài)變量的類型說明符是static。 靜態(tài)變量當(dāng)然是屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式，但是屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式的量不一定就是靜態(tài)變量， 例如外部變量雖屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式，但不一定是靜態(tài)變量，必須由 static加以定義后才能成為靜態(tài)外部變量，或稱靜態(tài)全局變量。 對(duì)于自動(dòng)變量，前面已經(jīng)介紹它屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。 但是也可以用static定義它為靜態(tài)自動(dòng)變量，或稱靜態(tài)局部變量，從而成為靜態(tài)存儲(chǔ)方式。
    由此看來， 一個(gè)變量可由static進(jìn)行再說明，并改變其原有的存儲(chǔ)方式。

    1. 靜態(tài)局部變量
    在局部變量的說明前再加上static說明符就構(gòu)成靜態(tài)局部變量。
    例如：
    static int a,b;
    static float array[5]={1,2,3,4,5}；
    
    靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式，它具有以下特點(diǎn)：
    (1)靜態(tài)局部變量在函數(shù)內(nèi)定義，但不象自動(dòng)變量那樣，當(dāng)調(diào)用時(shí)就存在，退出函數(shù)時(shí)就消失。靜態(tài)局部變量始終存在著，也就是說它的生存期為整個(gè)源程序。

    (2)靜態(tài)局部變量的生存期雖然為整個(gè)源程序，但是其作用域仍與自動(dòng)變量相同，即只能在定義該變量的函數(shù)內(nèi)使用該變量。退出該函數(shù)后， 盡管該變量還繼續(xù)存在，但不能使用它。

    (3)允許對(duì)構(gòu)造類靜態(tài)局部量賦初值。在數(shù)組一章中，介紹數(shù)組初始化時(shí)已作過說明。若未賦以初值，則由系統(tǒng)自動(dòng)賦以0值。

    (4)對(duì)基本類型的靜態(tài)局部變量若在說明時(shí)未賦以初值，則系統(tǒng)自動(dòng)賦予0值。而對(duì)自動(dòng)變量不賦初值，則其值是不定的。 根據(jù)靜態(tài)局部變量的特點(diǎn)， 可以看出它是一種生存期為整個(gè)源程序的量。雖然離開定義它的函數(shù)后不能使用，但如再次調(diào)用定義它的函數(shù)時(shí)，它又可繼續(xù)使用， 而且保存了前次被調(diào)用后留下的值。 因此，當(dāng)多次調(diào)用一個(gè)函數(shù)且要求在調(diào)用之間保留某些變量的值時(shí)，可考慮采用靜態(tài)局部變量。雖然用全局變量也可以達(dá)到上述目的，但全局變量有時(shí)會(huì)造成意外的副作用，因此仍以采用局部靜態(tài)變量為宜。
    [例5.15]main()
    {
    int i;
    void f(); /*函數(shù)說明*/
    for(i=1;i<=5;i++)
    f(); /*函數(shù)調(diào)用*/
    }
    void f() /*函數(shù)定義*/
    {
    auto int j=0;
    ++j;
    printf("%d\n",j);
    }
    程序中定義了函數(shù)f，其中的變量j 說明為自動(dòng)變量并賦予初始值為0。當(dāng)main中多次調(diào)用f時(shí)，j均賦初值為0，故每次輸出值均為1�，F(xiàn)在把j改為靜態(tài)局部變量，程序如下：
    main()
    {
    int i;
    void f();
    for (i=1;i<=5;i++)
    f();
    }
    void f()
    {
    static int j=0;
    ++j;
    printf("%d\n",j);
    }
    void f()
    {
    static int j=0;
    ++j;
    printf("%d/n",j);
    }
    由于j為靜態(tài)變量，能在每次調(diào)用后保留其值并在下一次調(diào)用時(shí)繼續(xù)使用，所以輸出值成為累加的結(jié)果。讀者可自行分析其執(zhí)行過程。

    2.靜態(tài)全局變量
    全局變量(外部變量)的說明之前再冠以static 就構(gòu)成了靜態(tài)的全局變量。全局變量本身就是靜態(tài)存儲(chǔ)方式， 靜態(tài)全局變量當(dāng)然也是靜態(tài)存儲(chǔ)方式。 這兩者在存儲(chǔ)方式上并無不同。這兩者的區(qū)別雖在于非靜態(tài)全局變量的作用域是整個(gè)源程序， 當(dāng)一個(gè)源程序由多個(gè)源文件組成時(shí)，非靜態(tài)的全局變量在各個(gè)源文件中都是有效的。 而靜態(tài)全局變量則限制了其作用域， 即只在定義該變量的源文件內(nèi)有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于靜態(tài)全局變量的作用域局限于一個(gè)源文件內(nèi)，只能為該源文件內(nèi)的函數(shù)公用， 因此可以避免在其它源文件中引起錯(cuò)誤。從以上分析可以看出， 把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的存儲(chǔ)方式即改變了它的生存期。把全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域， 限制了它
    的使用范圍。因此static 這個(gè)說明符在不同的地方所起的作用是不同的。應(yīng)予以注意。

    四、寄存器變量

    上述各類變量都存放在存儲(chǔ)器內(nèi)， 因此當(dāng)對(duì)一個(gè)變量頻繁讀寫時(shí)，必須要反復(fù)訪問內(nèi)存儲(chǔ)器，從而花費(fèi)大量的存取時(shí)間。 為此，Ｃ語言提供了另一種變量，即寄存器變量。這種變量存放在CPU的寄存器中，使用時(shí)，不需要訪問內(nèi)存，而直接從寄存器中讀寫， 這樣可提高效率。寄存器變量的說明符是register。 對(duì)于循環(huán)次數(shù)較多的循環(huán)控制變量及循環(huán)體內(nèi)反復(fù)使用的變量均可定義為寄存器變量。
    [例5.16]求∑200i=1imain()
    {
    register i,s=0;
    for(i=1;i<=200;i++)
    s=s+i;
    printf("s=%d\n",s);
    }
    本程序循環(huán)200次，i和s都將頻繁使用，因此可定義為寄存器變量。
    對(duì)寄存器變量還要說明以下幾點(diǎn)：

    1. 只有局部自動(dòng)變量和形式參數(shù)才可以定義為寄存器變量。因?yàn)榧拇嫫髯兞繉儆趧?dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。凡需要采用靜態(tài)存儲(chǔ)方式的量不能定義為寄存器變量。

    2. 在Turbo C，MS C等微機(jī)上使用的Ｃ語言中， 實(shí)際上是把寄存器變量當(dāng)成自動(dòng)變量處理的。因此速度并不能提高。 而在程序中允許使用寄存器變量只是為了與標(biāo)準(zhǔn)C保持一致。3. 即使能真正使用寄存器變量的機(jī)器，由于CPU 中寄存器的個(gè)數(shù)是有限的，因此使用寄存器變量的個(gè)數(shù)也是有限的。