帶你了解C語言自動(dòng)變量的幾種類型

首先先了解一下什么是自動(dòng)變量，屬于自動(dòng)存儲(chǔ)類別的變量具有自動(dòng)存儲(chǔ)期、塊作用域且無鏈接。默認(rèn)情況下，聲明在塊或函數(shù)頭中的任何變量都屬于自動(dòng)存儲(chǔ)類別。一般情況下，不作專門說明的局部變量，均是自動(dòng)變量。

關(guān)鍵字auto

為了更清楚地表達(dá)你的意圖（例如，為了表明有意覆蓋一個(gè)外部變量定義，或者強(qiáng)調(diào)不要把該變量改為其他存儲(chǔ)類別），可以顯式使用關(guān)鍵字auto，如下所示：

int main(void)
{
  auto int plox;

關(guān)鍵字auto是存儲(chǔ)類別說明符（storage-class specifier）。auto關(guān)鍵字在C++中的用法完全不同，如果編寫C/C++兼容的程序，最好不要使用auto作為存儲(chǔ)類別說明符。

塊作用域和無鏈接意味著只有在變量定義所在的塊中才能通過變量名訪問該變量（當(dāng)然，參數(shù)用于傳遞變量的值和地址給另一個(gè)函數(shù)，但是這是間接的方法）。另一個(gè)函數(shù)可以使用同名變量，但是該變量是存儲(chǔ)在不同內(nèi)存位置上的另一個(gè)變量。

變量具有自動(dòng)存儲(chǔ)期意味著，程序在進(jìn)入該變量聲明所在的塊時(shí)變量存在，程序在退出該塊時(shí)變量消失。原來該變量占用的內(nèi)存位置現(xiàn)在可做他用。

嵌套快的情況

接下來分析一下嵌套塊的情況。塊中聲明的變量僅限于該塊及其包含的塊使用。

int loop(int n)
{
     int m;          // m in scope
     scanf("%d", &m);
     {
          int i;    // both m and i in scope
          for (i = m; i < n; i++)
               puts("i is local to a sub-blockn");
     }
     return m;     // m in scope, i gone
}

在上面的代碼中，i僅在內(nèi)層塊中可見。如果在內(nèi)層塊的前面或后面使用i，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。通常，在設(shè)計(jì)程序時(shí)用不到這個(gè)特性。然而，如果這個(gè)變量僅供該塊使用，那么在塊中就近定義該變量也很方便。這樣，可以在靠近使用變量的地方記錄其含義。另外，這樣的變量只有在使用時(shí)才占用內(nèi)存。變量n和m分別定義在函數(shù)頭和外層塊中，它們的作用域是整個(gè)函數(shù)，而且在調(diào)用函數(shù)到函數(shù)結(jié)束期間都一直存在。

如果內(nèi)層塊中聲明的變量與外層塊中的變量同名會(huì)怎樣？內(nèi)層塊會(huì)隱藏外層塊的定義。但是離開內(nèi)層塊后，外層塊變量的作用域又回到了原來的作用域。程序hiding.c演示了這一過程。

// hiding.c -- variables in blocks
#include <stdio.h>
int main()
{
    int x = 30;      // original x


    printf("x in outer block: %d at %pn", x, &x);
    {
        int x = 77;  // new x, hides first x
        printf("x in inner block: %d at %pn", x, &x);
    }
    printf("x in outer block: %d at %pn", x, &x);
    while (x++ < 33) // original x
    {
        int x = 100; // new x, hides first x
        x++;
        printf("x in while loop: %d at %pn", x, &x);
    }
    printf("x in outer block: %d at %pn", x, &x);


    return 0;
}

下面是該程序的輸出：

x in outer block: 30 at 0x7fff5fbff8c8
x in inner block: 77 at 0x7fff5fbff8c4
x in outer block: 30 at 0x7fff5fbff8c8
x in while loop: 101 at 0x7fff5fbff8c0
x in while loop: 101 at 0x7fff5fbff8c0
x in while loop: 101 at 0x7fff5fbff8c0
x in outer block: 34 at 0x7fff5fbff8c8

首先，程序創(chuàng)建了變量x并初始化為30，如第1條printf()語句所示。然后，定義了一個(gè)新的變量x，并設(shè)置為77，如第2條printf()語句所示。根據(jù)顯示的地址可知，新變量隱藏了原始的x。第3條printf()語句位于第1個(gè)內(nèi)層塊后面，顯示的是原始的x的值，這說明原始的x既沒有消失也不曾改變。也許該程序最難懂的是while循環(huán)。

while循環(huán)的測試條件中使用的是原始的x：

while(x++ < 33)

在該循環(huán)中，程序創(chuàng)建了第3個(gè)x變量，該變量只定義在while循環(huán)中。所以，當(dāng)執(zhí)行到循環(huán)體中的x++時(shí)，遞增為101的是新的x，然后printf()語句顯示了該值。每輪迭代結(jié)束，新的x變量就消失。然后循環(huán)的測試條件使用并遞增原始的x，再次進(jìn)入循環(huán)體，再次創(chuàng)建新的x。在該例中，這個(gè)x被創(chuàng)建和銷毀了3次。注意，該循環(huán)必須在測試條件中遞增x，因?yàn)槿绻谘h(huán)體中遞增x，那么遞增的是循環(huán)體中創(chuàng)建的x，而非測試條件中使用的原始x。

我們使用的編譯器在創(chuàng)建while循環(huán)體中的x時(shí)，并未復(fù)用內(nèi)層塊中x占用的內(nèi)存，但是有些編譯器會(huì)這樣做。

該程序示例的用意不是鼓勵(lì)讀者要編寫類似的代碼（根據(jù)C的命名規(guī)則，要想出別的變量名并不難），而是為了解釋在內(nèi)層塊中定義變量的具體情況。

沒有花括號(hào)的塊

前面提到一個(gè)C99特性：作為循環(huán)或if語句的一部分，即使不使用花括號(hào)（{}），也是一個(gè)塊。更完整地說，整個(gè)循環(huán)是它所在塊的子塊（sub-block），循環(huán)體是整個(gè)循環(huán)塊的子塊。與此類似，if語句是一個(gè)塊，與其相關(guān)聯(lián)的子語句是if語句的子塊。這些規(guī)則會(huì)影響到聲明的變量和這些變量的作用域。程序forc99.c演示了for循環(huán)中該特性的用法。

// forc99.c -- new C99 block rules
#include <stdio.h>
int main()
{
    int n = 8;


    printf("   Initially, n = %d at %pn", n, &n);
    for (int n = 1; n < 3; n++)
        printf("      loop 1: n = %d at %pn", n, &n);
    printf("After loop 1, n = %d at %pn", n, &n);
    for (int n = 1; n < 3; n++)
    {
        printf(" loop 2 index n = %d at %pn", n, &n);
        int n = 6;
        printf("      loop 2: n = %d at %pn", n, &n);
        n++;
    }
    printf("After loop 2, n = %d at %pn", n, &n);


    return 0;
}

假設(shè)編譯器支持C語言的這個(gè)新特性，該程序的輸出如下：

Initially, n = 8 at 0x7fff5fbff8c8
loop 1: n = 1 at 0x7fff5fbff8c4
loop 1: n = 2 at 0x7fff5fbff8c4
After loop 1, n = 8 at 0x7fff5fbff8c8
loop 2 index n = 1 at 0x7fff5fbff8c0
loop 2: n = 6 at 0x7fff5fbff8bc
loop 2 index n = 2 at 0x7fff5fbff8c0
loop 2: n = 6 at 0x7fff5fbff8bc
After loop 2, n = 8 at 0x7fff5fbff8c8

需要注意的一點(diǎn)：

支持C99和C11有些編譯器并不支持C99/C11的這些作用域規(guī)則（Microsoft Visual Studio 2012就是其中之一）。有些編譯會(huì)提供激活這些規(guī)則的選項(xiàng)。例如，撰寫本書時(shí)，gcc默認(rèn)支持了C99的許多特性，但是要用–std=c99選項(xiàng)激活程序清單12.2中使用的特性：

gcc --std=c99 forc99.c

與此類似，gcc或clang都要使用–std=c1x或-std=c11選項(xiàng)，才支持C11特性。

程序forc99.c第1個(gè)for循環(huán)頭中聲明的n，其作用域作用至循環(huán)末尾，而且隱藏了原始的n。但是，離開循環(huán)后，原始的n又起作用了。

第2個(gè)for循環(huán)頭中聲明的n作為循環(huán)的索引，隱藏了原始的n。然后，在循環(huán)體中又聲明了一個(gè)n，隱藏了索引n。結(jié)束一輪迭代后，聲明在循環(huán)體中的n消失，循環(huán)頭使用索引n進(jìn)行測試。當(dāng)整個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)，原始的n又起作用了。再次提醒讀者注意，沒必要在程序中使用相同的變量名。如果用了，各變量的情況如上所述。

自動(dòng)變量的初始化

自動(dòng)變量不會(huì)初始化，除非顯式初始化它。考慮下面的聲明：

int main(void)
{
  int repid;
  int tents = 5;

tents變量被初始化為5，但是repid變量的值是之前占用分配給repid的空間中的任意值（如果有的話），別指望這個(gè)值是0。可以用非常量表達(dá)式（non-constantexpression）初始化自動(dòng)變量，前提是所用的變量已在前面定義過：

int main(void)
{
  int repid;
  int tents = 5;

以上就是關(guān)于C語言的幾種自動(dòng)變量的說明了，有興趣的同學(xué)可以看一下C語言的相關(guān)教程

C教程：http://m.hgci.cn/c/