13.作用域

1.基本概念

C语言中,标识符都有一定的可见范围,这些可见范围保证了标识符只能在一个有限的区域内使用,这个可见范围,被称为作用域(scope)。

软件开发中,尽量缩小标识符的作用域是一项基本原则,一个标识符的作用域超过它实际所需要的范围时,就会对整个软件的命名空间造成污染,导致一些不必要的名字冲突和误解。

2.函数声明作用域

  • 概念:在函数的声明式中定义的变量,其可见范围仅限于该声明式。
  • 示例:
void func(int fileSize, char *fileName);

  • 要点:
    • 变量 fileSize 和 fileName 只在函数声明式中可见。
    • 变量 fileSize 和 fileName 可以省略,但一般不这么做,它们的作用是对参数的注解。

3.局部作用域

  • 概念:在代码块中定义的变量,其可见范围从其定义处开始,到代码块结束为止。
  • 示例:
int main()
{
    int a=1;
    int b=2;     // 变量 c 的作用域是第4行到第9行
    {
        int c=4;
        int d=5; // 变量 d 的作用域是第7行到第8行
        int a = 100;
    }
}

  • 要点:
    • 代码块指的是一对花括号 { } 括起来的区域。
    • 代码块可以嵌套包含,外层的标识符会被内嵌的同名标识符临时掩盖变得不可见。
    • 代码块作用域的变量,由于其可见范围是局部的,因此被称为局部变量。

4.全局作用域

  • 概念:在代码块外定义的变量,其可见范围可以跨越多个文件。
  • 示例:
// 文件:a.c
int global = 888; // 变量 global 的作用域是第2行到本文件结束
int main()
{
}
void f()
{ 
}

// 文件:b.c
extern int global; // 声明在 a.c 中定义的全局变量,使其在 b.c 中也可见
extern void f();   

void f1()
{
    printf("global: %d\n", global);
}
void f2()
{
    f();
}

  • 要点:
    • 代码块指的是一对花括号 { } 括起来的区域。
    • 代码块可以嵌套包含,外层的标识符会被内嵌的同名标识符临时掩盖变得不可见。
    • 代码块作用域的变量,由于其可见范围是局部的,因此被称为局部变量。

5.作用域的临时掩盖

如果有多个不同的作用域相互嵌套,那么小范围的作用域会临时 “遮蔽” 大范围的作用域中的同名标识符,被 “遮蔽” 的标识符不会消失,只是临时失去可见性。

  • 示例代码:
int a = 100;

// 函数代码块1
int main(void)
{
    printf("%d\n", a); // 输出100
    int a = 200;
    printf("%d\n", a); // 输出200
   
    // 代码块2 
    {
        printf("%d\n", a); // 输出200
        int a = 300;
        printf("%d\n", a); // 输出300
    }
    printf("%d\n", a); // 输出200
}

void f()
{
    printf("%d\n", a); // 输出100
}

6.static关键字

C语言的一大特色,是相同的关键字,在不同的场合下,具有不同的含义。static关键字在C语言中有两个不同的作用:

  1. 将可见范围设定为标识符所在的文件:
    • 修饰全局变量:使得全局变量由原来的跨文件可见,变成仅限于本文件可见。
    • 修饰普通函数:使得函数由原来的跨文件可见,变成仅限于本文件可见。

     2.将存储区域设定为数据段

    • 修饰局部变量:使得局部变量由原来存储在栈内存,变成存储在数据段。
  • 示例:
       int a; // 普通全局变量,跨文件可见
static int b; // 静态全局变量,仅限本文件可见

void f1()        // 普通函数,跨文件可见
{}

static void f2() // 静态函数,仅限本文件可见
{}

int main()
{
           int c; // 普通局部变量,存储于栈内存
    static int d; // 静态局部变量,存储于数据段
}
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