C语言教程 - C语言变量 - 《C语言基础 & 标准库教程》

C 中的变量定义
C 中的变量声明
C 中的左值(Lvalues) 和右值(Rvalues)
初始化局部变量和全局变量
作用域规则

变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C 中每个变量都有特定的类型，类型决定了变量存储的大小和布局，该范围内的值都可以存储在内存中，运算符可应用于变量上。变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头。大写字母和小写字母是不同的，因为 C 是大小写敏感的

类型	描述
void	表示类型的缺失
char	通常是一个字节（八位）。这是一个整数类型
int	对机器而言，整数的最自然的大小
float	单精度浮点值。单精度是这样的格式，1位符号，8位指数，23位小数
double	双精度浮点值。双精度是1位符号，11位指数，52位小数。

C 语言也允许定义各种其他类型的变量，比如枚举、指针、数组、结构、共用体等等

C 中的变量定义

变量定义就是告诉编译器在何处创建变量的存储，以及如何创建变量的存储。变量定义指定一个数据类型，并包含了该类型的一个或多个变量的列表，如下所示

type variable_list;

在这里，type 必须是一个有效的 C 数据类型，可以是 char、w_char、int、float、double 或任何用户自定义的对象，variable_list 可以由一个或多个标识符名称组成，多个标识符之间用逗号分隔。下面列出几个有效的声明：

int    i, j, k;
char   c, ch;
float  f, salary;
double d;

行 int i, j, k; 声明并定义了变量 i、j 和 k，这指示编译器创建类型为 int 的名为 i、j、k 的变量。
变量可以在声明的时候被初始化（指定一个初始值）。初始化器由一个等号，后跟一个常量表达式组成，如下所示：

type variable_name = value;

下面列举几个实例：

extern int a = 3, b = 5;    // a 和 b 的声明 
int c = 3, d = 5;           // 定义并初始化 c 和 d
byte e = 22;                // 定义并初始化 e
char f = 'f';               // 变量 f 的值为 'f'

⚠️注意: 不带初始化的定义：带有静态存储持续时间的变量会被隐式初始化为 NULL（所有字节的值都是 0），其他所有变量的初始值是未定义的

C 中的变量声明

变量声明向编译器保证变量以指定的类型和名称存在，这样编译器在不需要知道变量完整细节的情况下也能继续进一步的编译。变量声明只在编译时有它的意义，在程序连接时编译器需要实际的变量声明
变量的声明有两种情况：

一种是需要建立存储空间的。例如：int a 在声明的时候就已经建立了存储空间
另一种是不需要建立存储空间的，通过使用extern关键字声明变量名而不定义它。例如：extern int a 其中变量 a 可以在别的文件中定义的

除非有extern关键字，否则都是变量的定义

extern int i;    //声明，不是定义
int i;           //声明，也是定义

尝试下面的实例，其中，变量在头部就已经被声明，但是定义与初始化在主函数内：

#include <stdio.h>
// 函数外定义变量 x 和 y
int x;
int y;
int addtwonum()
{
  // 函数内声明变量 x 和 y 为外部变量
  extern int x;
  extern int y;
  // 给外部变量（全局变量）x 和 y 赋值
  ++x;
  ++y;
  return x + y;
}
int main()
{
  x = 1;
  y = 2;
  int result;
  result = addtwonum(); // 调用函数 addtwonum
  printf("result=%d\n", result); //result=5
  printf("x=%d y=%d", x, y);     //x=2 y=3
  return 0;
}

如果需要在一个源文件中引用另外一个源文件中定义的变量，我们只需在引用的文件中将变量加上 extern 关键字的声明即可
addtwonum.c

#include <stdio.h>
// 外部变量声明
extern int x ;
extern int y ;
int addtwonum(){
    return x+y;
}

test.c 文件

#include <stdio.h>
// 定义两个全局变量
int x=1;
int y=2;
int addtwonum();
int main(void){
    int result;
    result = addtwonum();
    printf("result=%d\n",result);
    return 0;
}

gcc addtwonum.c test.c -o main
./main
/*
输出
result=3
*/

C 中的左值(Lvalues) 和右值(Rvalues)

左值（lvalue）指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边
右值（rvalue）术语右值（rvalue）指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式，也就是说，右值可以出现在赋值号的右边，但不能出现在赋值号的左边。
变量是左值，因此可以出现在赋值号的左边。数值型的字面值是右值，因此不能被赋值，不能出现在赋值号的左边。下面是一个有效的语句：

int g = 20;

但是下面这个就不是一个有效的语句，会生成编译时错误：

10 = 20;

初始化局部变量和全局变量

当局部变量被定义时，系统不会对其初始化，您必须自行对其初始化。定义全局变量时，系统会自动对其初始化，
如下所示：

数据类型	初始化默认值
int	0
char	‘\0’
float	0
double	0
pointer	NULL

正确地初始化变量是一个良好的编程习惯，否则有时候程序可能会产生意想不到的结果，因为未初始化的变量会导致一些在内存位置中已经可用的垃圾值。

作用域规则

任何一种编程中，作用域是程序中定义的变量所存在的区域，超过该区域变量就不能被访问。C 语言中有三个地方可以声明变量：

在函数或块内部的局部变量
在所有函数外部的全局变量
在形式参数的函数参数定义中

让我们来看看什么是局部变量、全局变量和形式参数

全局变量

全局变量是定义在函数外部，通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的，在任意的函数内部能访问全局变量。
全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量在声明后整个程序中都是可用的。下面是使用全局变量和局部变量的实例：

#include <stdio.h>
// 全局变量声明
int g;
int main ()
{
  // 局部变量声明
  int a, b;
  // 实际初始化
  a = 10;
  b = 20;
  g = a + b;
  printf ("value of a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g);
  return 0;
}

在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内，如果两个名字相同，会采取就近原则(会使用局部变量值，全局变量不会被使用)。下面是一个实例：
在程序中，局部变量和全局变量的

#include <stdio.h>
// 全局变量声明
int g = 20;
int main ()
{
  // 局部变量声明
  int g = 10;
  printf ("value of g = %d\n",  g);
  return 0;
}
/*
value of g = 10
*/

局部变量

在某个函数或块的内部声明的变量称为局部变量。它们只能被该函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的。下面是使用局部变量的实例。在这里，所有的变量 a、b 和 c 是 main() 函数的局部变量。

#include <stdio.h>
int main()
{
  // 局部变量声明
  int a, b;
  int c;
  // 实际初始化
  a = 10;
  b = 20;
  c = a + b;
  printf("value of a = %d, b = %d and c = %d\n", a, b, c);
  return 0;
}
/*  
value of a = 10, b = 20 and c = 30
*/

形参与实参

在 C 语言中，形参与实参虽然很简单，但是，是大家比较容易混淆的一个点，这里将为大家详细的讲解。
概念：从字面上理解，所谓形式参数即只只是声明了一个作为参数的变量，并未直接进行赋值使用，而实际参数则相反。
如下例

#include <stdio.h>
int test(int,int); // 形参，只声明
int main()
{
    int a,b;
    printf("%d",test(5,3)); // 实参，已赋值
}
int test(int a,int b) // 形参
{
    a=a+b;
    return a;
}

实参是最终能转化成实体的参数
实参与形参类型相同或赋值兼容

在调用函数过程中发生的实参与形参之间的数据传递，常称为“虚实结合”

在定义函数中制定的形参，在没有出现函数调用时不占用内存中的存储单元。在函数调用时才分配内存
将实参的值传递给形参
在执行函数时，由于形参已经有值。可以用形参进行运算。
通过return语句将函数值返回，若无返回值，则无return
调用结束后，形参被释放掉，实参保留原值（单向传值）

函数的参数，形式参数，被当作该函数内的局部变量，如果与全局变量同名它们会优先使用。下面是一个实例：

#include <stdio.h>
// 全局变量声明 
int a = 20;
int main()
{
  // 在主函数中的局部变量声明
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = 0;
  int sum(int, int);
  printf("value of a in main() = %d\n", a);
  c = sum(a, b);
  printf("value of c in main() = %d\n", c);
  return 0;
}
// 添加两个整数的函数
int sum(int a, int b)
{
  printf("value of a in sum() = %d\n", a);
  printf("value of b in sum() = %d\n", b);
  return a + b;
}
/* 
value of a in main() = 10
value of a in sum() = 10
value of b in sum() = 20
value of c in main() = 30
*/

C语言 变量