C语言变量与常量详解-优快云博客

一.声明与定义

1.声明

1).变量的声明会将变量的类型和名称传达给程序。

2).可以通过使用“extern”关键字来声明一个变量，而不用定义它。声明的形式就是在变量的名字和类型前面，加上关键字”extern”，表明该变量来源于外部文件。

3).声明可以多次。

2.定义

1).变量的定义会为这变量分配存储空间，并且可能指定初始化值。

2).一个变量的定义有且只有一处。定义实际上是一种特殊的声明。

3.区别

1).为了使不同的文件都可以访问同一变量，C会区分变量的定义与声明。

2).变量的定义为这个变量分配存储空间，可能赋初值；变量的声明会将变量的类型和名称传达给程序。

二.常量

1.概念

1).常量是可以在程序使用之前预先设定，并且在整个程序运行过程中没有变化的那些数据。

2.特点

1).不能对常量取地址

3.常量的类型

1).整型常量

2).浮点型常量

3).符号常量（即宏替换）

#define PI 3.1415

a.使用的优势：

使用符号常量通常比一个数字更容易读懂。

假设在多个地方使用同一个变量，那么修改起来也会很方便。

b.特点

a).C中，符号常量一般用大写表示。大写常量使程序更容易阅读。符号常量也一定要符合命名规则。

b).在预处理时，进行常量的替换。

4).字符型常量

a.使用转义字符时需要注意以下问题：

a).转义字符中只能使用小写字母，每个转义字符只能看作一个字符。

b).\v垂直制表和\f换页符对屏幕没有任何影响，但会影响打印机执行响应操作。

c).在C程序中，使用不可打印字符时，通常用转义字符表示。

d).转义字符’\0’表示空字符NULL，它的值是0。而字符'0'的ASCII码值是48。因此，空字符’\0’不是字符0。另外，空字符不等于空格字符，空格字符的ASCII码值为32而不是0。编程序时，读者应当区别清楚。

e).如果反斜线之后的字符和它不构成转义字符，则’\’不起转义作用将被忽略。

例如：

printf(“a\Nbc\nDEF\n”);

输出：

aNbc

DEF

f).转义字符也可以出现在字符串中，但只作为一个字符看待。

例如：求下面字符串的长度

“\026[12,m”长度为6

“\0mn”长度为0。（想想：为什么不是2）

b.字符测试代码

c.C语言中printf("%d\n",strlen("\t\"\065\xff\n"));的输出为5：

d.char c[]="\t\v\\\0will\n"，求strlen（c）的输出

5).字符串型常量

a.特点

a).“hello world”赋值（非初始化）时，返回的是地址。指针可以接收该字符串常量返回的地址。

b.测试代码

6).系统定义常量

4.常量存储特点

1).用常量赋值给变量，先维持常量存在于代码段中，然后将该常量拷贝到相应的存储区，赋值给变量。如果是局部变量，拷贝到栈中；如果是静态变量，拷贝到数据段中。

2).常量作为只读数据，放在代码段中。

三.变量

1.概念

1).变量是指在程序运行过程中可能变化或被赋值的一些数据。

2.特点

1).变量赋值本质：左值和右值。

2).变量的值可以在程序执行的过程中变化或指定，而常量不可以。常量所在的地址不能被赋值。

3.局部变量

1).定义一个局部变量而没初始化，那么该变量的值为随机值。

4.全局变量

1).特点

a.存放在内存的静态存储区域，在整个工程文件内都有效。

b.全局变量就是在函数体外说明的变量，它们在程序中的每个函数里都是可见的。

c.属于静态存储方式的变量不一定就是静态变量，必须由 static加以定义后才能成为静态变量。

2).存储方式。

a.全局变量本身就是静态存储方式。但它是一种非静态的全局变量。

b.定义时，如果没有手工初始化，则由编译器初始化为0。

5.静态变量

1).特点

a.由static修饰的变量，称为静态变量

b.静态变量可以在任何可以申请的地方申请，一旦申请成功后，它将不再接受其他的同样申请。即，静态变量只能被初始化一次，在下一次调用的时候还可以保持原来的最新赋值。

c.变量用static告知编译器，自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。

d.静态变量的初始化表达式必须是一个常量或者常量表达式。

2).存储方式

a.静态存储方式。所以，静态变量如果没有手工初始化，则由编译器初始化为0

3).static的三种用途

a.修饰局部变量，使之由原来的自动存储期变成静态存储期。

b.修饰全局变量，使之由原来的外部链接类型变成内部链接类型。

c.修饰函数，使之由原来的外部链接类型变成内部链接类型。

4).静态局部变量

a.与局部自动变量的区别

相同点：只能在定义该变量的函数内使用该变量。

不同点：auto自动变量会随着函数被调用和退出而存在和消失，而static类局部变量不会，它不管其所在的函数是否被调用，都将一直存在；再次调用定义它的函数时，将使用前次被调用后留下的值。

b.特点

a).局部静态变量占用内存时间较长，并且可读性差，因此，除非必要，尽量避免使用局部静态变量。

b).把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式，即改变了它的生存期。

c.使用情况：

a).当某函数的返回值为指针类型时，则必须是static的局部变量的地址作为返回值，若为auto类型，则返回为错指针。

b).仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度

c).当多次调用一个函数且要求在调用之间保留某些变量的值时，可考虑采用静态局部变量。虽然用全局变量也可以达到上述目的，但全局变量有时会造成意外的副作用，因此仍以采用局部静态变量为宜。

5).静态全局变量

a.特点

a).由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其它源文件中引起错误。

b).把全局变量改变为静态变量后是改变了它的作用域，限制了它的使用范围。

b.与全局变量的区别

a).相同点：都是静态存储方式。

b).不同点：全局变量的作用域为整个工程文件，静态全局变量只在定义该变量的源文件内有效。

c.使用情况：

a).若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度

6).静态函数

a.函数前加static使得函数成为静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。

b.使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。

7).可重入问题

a.设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题。所谓"可重入"（也可以说是可预测的），即：只要输入数据相同就应产生相同的输出。

b.如果我们需要一个可重入的函数，那么，我们一定要避免函数中使用static变量，这种函数中的static变量，使用原则是，能不用尽量不用。

6.const修饰的变量

1).说明

a.Const修饰符修饰的变量是只读变量，不是常量。

b.一个符号前面加上限定符const只是表示不能被赋值，换句话说，它的值对这个符号来说是只读的。

2).程序在编译时，发现这种类型的变量值被修改，就会报错。但可以在程序运行时来修改这种变量的值：

四.int型

1.类型定义

1).C把不含小数点和指数的数当做整数。

2).C把大多数整数常量看做int类型。

3).C中用0开头表示八进制数，用0x开头表示十六进制数。

4).注意：使用不同的数值系统的选择是为了方便而提供的，它们并不影响数字在计算机内部的真实存储。

2.三种关键字修饰

1).short int （简：short）

a.用于仅需小数值的场合以节省空间。

2).long int（简：long）

a.用于大数值场合。

b.C语言定义的long类型总对等于机器的字长，而int类型有时会比字长小。

c.有时候需要用long型替代int型，因为：

针对不同的机器，为了适应不同的硬件平台，可能long型与int型所占的字节数不同。为了移植的需要。

3).unsigned int（简：unsigned）

a.只用于非负值场合。

b.它们都是有符号类型，与加上关键字signed等价。

五.字符类型char

1.字符类型的实质

1).字符类型用于表示字母和标点符号之类的数据。

2).从技术上来说，实际上char型是整型，char型存储的是整型而不是字符。

3).为了处理字符，计算机使用一种数字编码，用于特定的整型表示特定的字符。目前最常用的编码是美国的ASCII码。

2.ASCII码

1).标准ASCII码值从0到127，只需7位即可表示。而char类型通常定义为使用8位存储单元（一个字节）。

3.定义

1).char ch=’A’; //编译器会把字符常量A对于的ASCII码65赋给变量ch

六.浮点型

1.概念

1).表示整数之间的那些数，加小数点的就是浮点型数据。

2.三种类型

1).float

2).double

3).long double

3.存储方案

1).浮点型的存储方案与整型的存储方案不同，浮点数表示法将一个数分为小数部分和整数部分分开存储，虽然占的字节空间与整型数据一样。

七.布尔类型

1._Bool

1)._Bool类型有C99引入，用于表示布尔值，即逻辑值true和false。

2).因为C用非零表示true，用值0表示false，所有_Bool类型实质上也是一种数据类型，只是原则上它仅仅需要1位来进行存储。

2.bool

要使用bool类型和关键字true与false，必须包含头文件stdbool.h

八.void型

1.说明

1).关键字void用来修饰指针变量、函数返回类型和函数参数列表。

2.void 型或 void *型（返回一个地址，地址不确定，可以强制转换成其他类型）

九.字符串

1.概念

1).字符串就是一个或多个字符的序列。

2.特点

1).双引号不是字符的一部分，它们通知编译器其中包含了一个字符串。

2).C没有专门的字符串类型，而是把它存储在char型数组当中。字符串的每个字符存放在相邻的存储单元中。

3).C字符串最后用空字符“\0”（也占一个存储字节空间）标识字符串的结束。

4).字符串常量是字符常量的派生类型。

3.字符串的存储

1).数组存储字符串

char a[]={“hello”};等同于 char a[]=”hello”;

a.占用六个字。

b.数组在初始化时，可以用字符串进行初始化。但后面的赋值不能整体进行字符串赋值。

2).指针指向字符串

a.在指针中存放指向字符串首地址的地址，字符串通过“\0”标识结束。

b.malloc申请空间存放字符串

4.计算字符串的长度：

1).strlen()

a.strlen()函数以字符为单位给出字符串的长度，其计算长度的方法是遇到字符串结束符”\0”为止。

2).sizeof()

a.sizeof()运算符，用于求参数类型的长度。

b.当字符串赋值给数组时，用这运算符求数组的长度，会求出字符串的长度，包括最后的结束符。

3).当用数组形式存储字符串时，用这两个函数获取字符串长度的情况如下

4).sizeof关注的只是类型

5).strlen关注的只是地址：从起地址到以’\0’结尾的地址间的字节数

5.字符串操作

1).除去字符串中的空格

十.可移植的数据类型

1.不透明类型

1).不透明的数据类型隐藏了它们内部格式或结构，作为替代，开发者利用typedef声明一个类型，即不透明类型。如：Int16_t、int32_t等，必须包含头文件：inttypes.h。

2.指定数据类型

1).内核中有些数据类型虽然无需要用透明数据类型，但它们已被指定了数据类型，比如jiffy数目用的是unsigned long型，视其为unsigned是常见的错误。

3.长度明确的类型

1).有时，我们需要在程序中使用长度确定的数据，比如一个网络数据包。

十一.volatile类型

1.加上关键字volatile，告诉编译器该定义的变量的值是不稳定的，不能从寄存器中读取该变量（变量用得多，系统会将该变量放到寄存器里面的缓存中），只能从内存或存储器里面中读取该值。

2.定义方式：

int volatile a;

十二.restrict类型

1.只能修饰指针加上这关键字，对变量使用时的程序进行优化

2.应用

十三.类型转换

1.隐式类型转换

int->unsigned int->long->unsigned long->long long->

unsigned long long->float->double->long double

1).隐式转换都是“小”类型向“大”类型转换的。隐式转换都是低精度向高精度类型转换的，因此不会产生丢失信息的危险。

2).无符号型比有符号型占用空间大，因此在类型转换中他们的转换是从有符号类型向无符号类型转换

3).注重，上面并不必然合用于各种计算机，比如当int和long具有相同字长时，unsigned int的精度就会比long的精度高(事实上针对32机器的编译器都是这样)。

4).此外需要注重的一点是并没有将char和short型写入上式，原因是他们可以被晋升到int也可能被晋升到unsigned int。

2.强制类型转换

1).格式：（数据类型）表达式；

2).强制类型转换一般是把高精度类型转换成低精度类型，存在丢失数据信息的危险。

3.实例-隐式转换1

片段A:

unsigned short i;

unsigned short index=0;

for(i=0;i<index-1;i++){

}

片段B：

unsigned short i;

unsigned long index=0;

for(i=0;i<index-1;i++){

}

程序不能进入片段A的for语句，能进入片段B。

原因如下：

　　1、在轨范片段A中，index是无符号短整型unsigned short，所以，当执行到语句 i<index-1 时，因为类型不匹配，右边的index和1相减时会发生隐式类型转换，转换的轨则是低精度类型向高精度类型转换，即index将被转换成有符号整型，转换之后的index仍是0，是以轨范片段A中的index-1的功效就是 -1 ，此时判定 i<index-1，即 0<-1，显然不成立。当即退出轮回。

2、在轨范片段B中，index是无符号长整型unsigned long，所以，当执行到语句 i<index-1 时，因为类型不匹配，右边的index和1相减时也会发生由低精度类型向高精度标的目的的隐式类型转换，即1将被转换成无符号长整型，是以轨范片段B中的index-1的过程用十六进制数暗示现实上就是0x0000-0x0001=0xffff，此时再把左边的 i 隐式转换成无符号长整型之后判定 i<index-1，即 0<0xffff，显然成立。当即进入轮回。