3.3　使用變量

變量是指在程序運(yùn)行過程中其值可以改變的量。在程序定義變量時(shí)，編譯系統(tǒng)就會(huì)給它分配相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，變量的名稱就是該存儲(chǔ)單元的符號(hào)地址。

3.3.1　認(rèn)識(shí)變量

在C語言程序設(shè)計(jì)中，變量用于存儲(chǔ)程序中可以改變的數(shù)據(jù)。形象地講，變量就像一個(gè)存放東西的抽屜，知道了抽屜的名字（變量名），也就能找到抽屜的位置（變量的存儲(chǔ)單元）以及抽屜里的東西（變量的值）。當(dāng)然，抽屜里存放的東西是可以改變的，也就是說，變量值也是可以變化的。

從上面的敘述不難看出，變量具有4個(gè)基本屬性。具體介紹如下：

（1）變量名：一個(gè)符合規(guī)則的標(biāo)識(shí)符。

（2）變量類型：C語言中的數(shù)據(jù)類型或者是自定義的數(shù)據(jù)類型。

（3）變量位置：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間位置。

（4）變量值：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間內(nèi)存放的值。

程序編譯時(shí)，會(huì)給每個(gè)變量分配存儲(chǔ)空間和位置，程序讀取數(shù)據(jù)的過程，其實(shí)就是根據(jù)變量名查找內(nèi)存中相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，從其內(nèi)取值的過程。

【例3.7】編寫程序，使用變量輸出偶數(shù)2和4，然后再輸出大寫字母A和B（源代碼\ch03\3.7.txt）。

圖3-7　例3.7的程序運(yùn)行結(jié)果

程序運(yùn)行結(jié)果如圖3-7所示。從輸出結(jié)果可以看出，變量i和y兩次輸出的值不一樣。

在本實(shí)例代碼中變量i和y是先進(jìn)行定義的，而且變量i和y都進(jìn)行了兩次賦值，可見，變量在程序運(yùn)行中是可以改變它的值的。例3.7代碼中的第5行和第7行是給變量賦初值的兩種方式，是變量的初始化。

☆大牛提醒☆

變量的名稱可以由字母、數(shù)字和下畫線字符組成，它必須以字母或下畫線開頭，大寫字母和小寫字母是不同的，因?yàn)镃語言是區(qū)分字母的大小寫的。

3.3.2　變量的聲明

變量聲明的作用是向編譯器保證變量以指定的類型和名稱存在，這樣編譯器在不需要知道變量完整細(xì)節(jié)的情況下也能繼續(xù)進(jìn)一步的編譯。變量的聲明有兩種情況：

（1）一種是需要建立存儲(chǔ)空間的。例如：int a在聲明的時(shí)候就已經(jīng)建立了存儲(chǔ)空間。

（2）另一種是不需要建立存儲(chǔ)空間的，通過使用extern關(guān)鍵字聲明變量名而不定義它。例如：extern int a，其中變量a可以在別的文件中定義的。

變量的聲明包括變量類型和變量名兩個(gè)部分，其語法格式如下：

     變量類型   變量名

int num；double area；char c等語句都是變量的聲明，在這些語句中，int、double和char是變量類型，num、area和c是變量名。這里的變量類型也是數(shù)據(jù)類型的一種，即變量num是整型，area是雙精度浮點(diǎn)型，c是字符型。

變量類型是C語言自帶的數(shù)據(jù)類型和用戶自定義的數(shù)據(jù)類型。C語言自帶的數(shù)據(jù)類型包括整型、字符型、浮點(diǎn)型、枚舉型和指針類型等。

【例3.8】編寫程序，在程序首部聲明變量，從而計(jì)算兩數(shù)之和，這里變量的定義與初始化在主函數(shù)內(nèi)（源代碼\ch03\3.8.txt）。

圖3-8　例3.8的程序運(yùn)行結(jié)果

程序運(yùn)行結(jié)果如圖3-8所示。從輸出結(jié)果可以看出，變量x和y相加之后的值為“211”。

變量名其實(shí)就是一個(gè)標(biāo)識(shí)符，當(dāng)然，標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則在此處同樣適用。因此，變量命名時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

·　命名時(shí)應(yīng)注意區(qū)分大小寫，并且盡量避免使用大小寫上有區(qū)別的變量名。

·　不建議使用以下畫線開頭的變量名，因?yàn)榇祟惷Q通常是保留給內(nèi)部和系統(tǒng)的名字。

·　不能使用C語言保留字或預(yù)定義標(biāo)識(shí)符作為變量名。如int、define等。

·　避免使用類似的變量名。如total、totals、total1等。

·　變量的命名最好具有一定的實(shí)際意義。如sum一般表示求和，area一般表示面積。

·　變量的命名需放在變量使用之前。

☆大牛提醒☆

如果變量沒有經(jīng)過聲明而直接使用，則會(huì)出現(xiàn)編譯器報(bào)錯(cuò)的現(xiàn)象。

3.3.3　變量的賦值

既然變量的值可以在程序中隨時(shí)改變，那么，變量必然可以多次賦值。變量除了通過賦值的方式獲得值外，還可以通過初始化的方式獲得值。把第一次的賦值行為稱為變量的初始化。也可以這么說，變量的初始化是賦值的特殊形式。

下面給出幾個(gè)變量賦值的語句：

     int i;
     double f;
     char a;
     i=10;
     f=3.4;
     a=’b’;

在這個(gè)語句中，前3行是變量的定義，后3行是對變量賦值。將10賦給了整型的變量i，3.4賦給了雙精度浮點(diǎn)型的變量f，字符b賦給了字符型的變量a。后3行都是使用的賦值表達(dá)式。

從上述語句不難得出，對變量賦值的語法格式如下：

     變量名=變量值；

對變量的初始化格式如下：

     變量類型 變量名=初始值；

其中，變量必須在賦值之前進(jìn)行定義。符號(hào)“=”稱為賦值運(yùn)算符，而不是等號(hào)。它表示將其后邊的值放入以變量名命名的變量中。變量值可以是一個(gè)常量或一個(gè)表達(dá)式。例如：

     int i=5;
     int j=i;
     double f=2.5+1.8;
     char a=’b’;
     int x=y+2;

更進(jìn)一步，賦值語句不僅可以給一個(gè)變量賦值，還可以給多個(gè)變量賦值，格式如下：

     變量類型 變量名1=初始值,變量名2=初始值...

例如：

     int i=8,j=10,m=12;

上面的代碼分別給變量i賦了8，給變量j賦了10，給變量m賦了12，相當(dāng)于語句：

     int i,j,m;
     i=8;
     j=10;
     m=12;

☆大牛提醒☆

變量的定義是讓內(nèi)存給變量分配內(nèi)存空間，在分配好內(nèi)存空間后，程序沒有運(yùn)行前，變量會(huì)分配一個(gè)不可知的混亂值，如果程序中沒有對其進(jìn)行賦值就使用的話，勢必會(huì)引起不可預(yù)期的結(jié)果。所以，使用變量前務(wù)必要對其初始化，而且只有變量的數(shù)據(jù)類型相同時(shí)，才可以在一個(gè)語句中進(jìn)行初始化。

【例3.9】編寫程序，通過給變量賦值，計(jì)算奇數(shù)3與5的和（源代碼\ch03\3.9.txt）。

程序運(yùn)行結(jié)果如圖3-9所示。

圖3-9　例3.9的程序運(yùn)行結(jié)果

3.3.4　變量的分類

變量按其作用域可分為局部變量和全局變量。全局變量在整個(gè)工程文件內(nèi)都有效，其中靜態(tài)全局變量只在定義它的文件內(nèi)有效；局部變量在定義它的函數(shù)內(nèi)有效，當(dāng)函數(shù)返回后失效，靜態(tài)局部變量只在定義它的函數(shù)內(nèi)有效，只是程序僅分配一次內(nèi)存，函數(shù)返回后，該變量不會(huì)消失，只有程序結(jié)束后才釋放內(nèi)存。

1．局部變量

局部變量也稱為內(nèi)部變量。局部變量是在函數(shù)內(nèi)作定義說明的。其作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開該函數(shù)后再使用這種變量是非法的。如下面的代碼段：

x，y作用域在函數(shù)fun內(nèi)定義了三個(gè)變量a、b、c。在fun的范圍內(nèi)a、b、c有效，或者說a、b、c變量的作用域限于fun內(nèi)。同理，x，y的作用域限于主函數(shù)main()內(nèi)。

☆大牛提醒☆

局部變量也只有局部作用域，它在程序運(yùn)行期間不是一直存在，而是只在函數(shù)執(zhí)行期間存在，函數(shù)的一次調(diào)用執(zhí)行結(jié)束后，變量被撤銷，其所占用的內(nèi)存也被收回。

2．全局變量

全局變量也稱為外部變量，它是在函數(shù)外部定義的變量。它不屬于哪一個(gè)函數(shù)，而是屬于一個(gè)源程序文件，其作用域是整個(gè)源程序。在函數(shù)中使用全局變量，一般應(yīng)作全局變量說明，只有在函數(shù)內(nèi)經(jīng)過說明的全局變量才能使用。全局變量具有全局作用域，只需在一個(gè)源文件中定義，就可以作用于所有的源文件。當(dāng)然，其他不包含全局變量定義的源文件需要用extern關(guān)鍵字再次聲明這個(gè)全局變量。

例如下面的代碼段：

從上例可以看出a、b、c、d都是在函數(shù)外部定義的外部變量，都是全局變量。但c、d定義在函數(shù)fun1()之后，而函數(shù)fun1()內(nèi)又沒有對c、d加以說明，所以它們在函數(shù)fun1()內(nèi)無效。a、b定義在源程序最前面，因此在函數(shù)fun1()、函數(shù)fun2()及主函數(shù)main()內(nèi)不加說明也可使用。

【例3.10】編寫程序，使用全局變量定義長方體的長、寬、高，通過鍵盤輸入長方體的長、寬、高值，求出長方體的體積以及三個(gè)不同面的面積（源代碼\ch03\3.10.txt）。

程序運(yùn)行結(jié)果如圖3-10所示，根據(jù)提示輸入長、寬、高，按Enter鍵，即可計(jì)算出長方體的體積與三個(gè)不同面的面積，如圖3-11所示。

圖3-10　例3.10的程序運(yùn)行結(jié)果

圖3-11　計(jì)算長方體的體積與面積

該實(shí)例中定義了三個(gè)全局變量ar1，ar2，ar3，用來存放三個(gè)面積，其作用域?yàn)檎麄€(gè)程序。函數(shù)vol()用來求長方體的體積和三個(gè)面積，函數(shù)的返回值為體積v。由主函數(shù)完成長寬高的輸入及結(jié)果輸出。

☆大牛提醒☆

C語言規(guī)定函數(shù)返回值只有一個(gè)，當(dāng)需要增加函數(shù)的返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，用全局變量是一種很好的方式。本例中，如不使用全局變量，在主函數(shù)中就不可能取得v，ar1，ar2，ar3四個(gè)值。而采用了全局變量，在函數(shù)vol()中求得的ar1，ar2，ar3在主函數(shù)main()中仍然有效。因此全局變量是實(shí)現(xiàn)函數(shù)之間數(shù)據(jù)通信的有效手段。