課件-第05章5程序結(jié)構(gòu)

C++程序的結(jié)構(gòu)1變量的作用域和生存期

1、作用域和生存期的基本概念

變量的作用域即變量的作用范圍（或有效范圍）。表現(xiàn)為變量有的可以在整個(gè)程序或其它程序中進(jìn)行引用，有的則只能在局部范圍內(nèi)引用。按其作用域范圍可分為兩種：即局部變量和全局變量

變量的生存期變量從被生成到被撤消的這段時(shí)間。實(shí)際上就是變量占用內(nèi)存的時(shí)間。

按其生存期可分為兩種：即動(dòng)態(tài)變量和靜態(tài)變量

變量只能在其生存期內(nèi)被引用，變量的作用域直接影響變量的生存期。作用域和生存期是從空間和時(shí)間的角度來(lái)體現(xiàn)變量的特性。

2、局部變量作用域和生存期

定義在函數(shù)內(nèi)作定義說(shuō)明的變量，也稱(chēng)為內(nèi)部變量

。

作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開(kāi)函數(shù)后不可再引用。

生存期從函數(shù)被調(diào)用的時(shí)刻到函數(shù)返回調(diào)用處的時(shí)刻（靜態(tài)局部變量除外）。intf1(intx,inty){

intz;z=x>y?x:y;return(z);}voidf2(){cout<<z<<endl);}局部變量

變量x、y、z的作用域引用錯(cuò)誤！

說(shuō)明(1)主函數(shù)main()中定義的變量也是局部變量，它只能在主函數(shù)中使用，其它函數(shù)不能使用。同時(shí)，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的局部變量。

intf3(intx);voidmain(){inta=2,b;b=a+y;

cout<<b

<<endl;}intf3(intx){inty;y=a+5;return(y);}局部變量

變量a、b的作用域變量x、y的作用域局部變量

錯(cuò)誤！錯(cuò)誤！

說(shuō)明(2)形參變量屬于被調(diào)用函數(shù)的局部變量；實(shí)參變量則屬于全局變量或調(diào)用函數(shù)的局部變量。

(3)允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對(duì)象，分配不同的單元，互不干擾，也不會(huì)發(fā)生混淆。#include<iostream>usingnamespacestd;voidsubf();voidmain(){

inta,b;

a=3,b=4;cout<<"main:a="<<a<<",b="<<b<<endl;subf();cout<<"main:a="<<a<<",b="<<b<<endl;}voidsubf(){inta,b;a=6,b=7;cout<<"main:a="<<a<<",b="<<b<<endl;}運(yùn)行結(jié)果：main:a=3,b=4subf:a=6,b=7main:a=3,b=4變量名相同

說(shuō)明(4)在復(fù)合語(yǔ)句中定義的變量也是局部變量，其作用域只在復(fù)合語(yǔ)句范圍內(nèi)。其生存期是從復(fù)合語(yǔ)句被執(zhí)行的時(shí)刻到復(fù)合語(yǔ)句執(zhí)行完畢的時(shí)刻。

#include<iostream>usingnamespacestd;

voidmain(){

inta=2,b=4;

{intk,b;k=a+5;b=a*5;cout<<"k="<<k<<endl;cout<<"b="<<b<<endl;}cout<<"b="<<b<<endl;a=k+2;}main中的局部變量

復(fù)合語(yǔ)句中的局部變量

main中變量a、b的作用域

復(fù)合語(yǔ)句中變量k、b的作用域輸出k=7

輸出b=10

輸出b=4

錯(cuò)誤！3、全局變量作用域和生存期

定義在函數(shù)外部作定義說(shuō)明的變量，也稱(chēng)為外部變量

。它不屬于哪一個(gè)函數(shù)，而屬于一個(gè)源程序文件。

作用域從定義變量的位置開(kāi)始到本源文件結(jié)束，及有extern說(shuō)明的其它源文件。

生存期與程序相同。即從程序開(kāi)始執(zhí)行到程序終止的這段時(shí)間內(nèi)，全局變量都有效。

#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intsign();//計(jì)算數(shù)n的平方根floatsqr(){if(n>0)return(sqrt(n));elsereturn(-1);}floatn=0;voidmain(){ints;floatt;cin>>n;s=sign();//取符號(hào)

t=sqr();//取平方根

cout<<"s=“<<s<<",t="<<t<<endl;}//取數(shù)n的符號(hào)intsign(){intr=0;if(n>0)r=1;if(n<0)r=-1;return(r);}定義全局變量，并賦初值局部變量全局變量n的作用域

局部變量s、t的作用域局部變量局部變量r的作用域錯(cuò)誤！

說(shuō)明(1)應(yīng)盡量少使用全局變量。

全局變量在程序全部執(zhí)行過(guò)程中始終占用存儲(chǔ)單元降低了函數(shù)的獨(dú)立性、通用性、可靠性及可移植性降低程序清晰性，容易出錯(cuò)(2)若外部變量與局部變量同名，則外部變量被屏蔽。要引用全局變量，則必須在變量名前加上兩個(gè)冒號(hào)“::”

#include<iostream>usingnamespacestd;

inta=10;

//全局變量voidmain(){

inta=100;

//局部變量（與全局變量同名）

cout<<"locala="<<a<<endl;cout<<"globala="<<::a<<endl;}運(yùn)行結(jié)果：locala=100globala=10

注意：局部變量與全局變量同名極易導(dǎo)致程序員犯邏輯錯(cuò)誤。

說(shuō)明(3)全局變量定義必須在所有的函數(shù)之外，且只能定義一次，并可賦初始值。全局變量定義的一般形式為：

[extern]類(lèi)型說(shuō)明符全局變量名1[=初始值1],……，全局變量名n[=初始值n]；可缺??！charch='Y';voidmain(){……}charch;voidfunc(){……}定義全局變量ch錯(cuò)誤！ch只能定義一次例：inta=2,b=4;externinta=2,b=4;

說(shuō)明(4)對(duì)全局變量進(jìn)行說(shuō)明，可擴(kuò)展全局變量的作用域。全局變量說(shuō)明的一般形式為：extern

類(lèi)型說(shuō)明符全局變量名1,…，全局變量名n；不可缺省！不可賦初值！voidgx(),gy();voidmain(){

externintx,y;

cout<<"1:x="<<x<<",y="<<y<<endl;

y=246;gx();gy();}externintx,y;voidgx(){x=135;

cout<<“2:x="<<x<<",y="<<y<<endl;}intx=0,y=0;voidgy(){

cout<<“3:x="<<x<<",y="<<y<<endl;}全局變量定義未說(shuō)明前的作用域全局變量說(shuō)明說(shuō)明后的作用域全局變量說(shuō)明說(shuō)明后的作用域運(yùn)行結(jié)果：

1:x=0y=02:x=135y=2463:x=135y=246

說(shuō)明(5)全局變量定義與全局變量的說(shuō)明的區(qū)分

externinta;

voidfunc1(){……//引用變量a}externinta=2;

voidfunc2(){……//引用變量a}誰(shuí)是定義？誰(shuí)是說(shuō)明？全局變量定義(因?yàn)橘x了初值)全局變量說(shuō)明

注意：兩者中有且只能有一個(gè)對(duì)變量a賦初始值，不能都對(duì)變量a賦初始值或都不賦值，否則編譯錯(cuò)！

2變量的存儲(chǔ)類(lèi)型

概述

變量是對(duì)程序中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間的抽象變量的屬性

①數(shù)據(jù)類(lèi)型：變量所持有的數(shù)據(jù)的性質(zhì)（操作屬性）。規(guī)定了它們的取值范圍和可參與的運(yùn)算。

②存儲(chǔ)類(lèi)型:

規(guī)定了變量占用內(nèi)存空間的方式，也稱(chēng)為存儲(chǔ)方式。

存儲(chǔ)器類(lèi)型：寄存器、靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)

auto---------自動(dòng)型

register-----寄存器型

static-------靜態(tài)型

extern-------外部型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)靜態(tài)存儲(chǔ)存儲(chǔ)類(lèi)型說(shuō)明符數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明符變量名1，變量名2，…，變量名n；變量定義的完整形式應(yīng)為：

例如：

autocharc1,c2;//c1,c2為自動(dòng)字符變量

registeri;//i為寄存器型變量

staticinta,b;//a,b為靜態(tài)整型變量

externintx,y;//x,y為外部整型變量1、自動(dòng)變量（auto型變量）[auto]數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明符變量名1，變量名2，…，變量名n；

定義格式

說(shuō)明

存儲(chǔ)類(lèi)型說(shuō)明符auto可以省略。自動(dòng)變量只能在函數(shù)內(nèi)或復(fù)合語(yǔ)句中定義，它屬于局部變量。voidfunc(){

inti,j,k;

……}等價(jià)于autointi,j,k;autointk;

voidfunc(){……}錯(cuò)誤！自動(dòng)變量不可定義在函數(shù)外

注意：在函數(shù)外部定義的沒(méi)有帶存儲(chǔ)類(lèi)型說(shuō)明符的全局變量是外部變量，屬于靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型。

如：intk;

//k為外部變量，屬靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型

voidfunc(){……}2、外部變量（extern型變量）

外部變量和全局變量是對(duì)同一類(lèi)變量的兩種不同角度的提法。全局變量是從它的作用域提出的，外部變量從它的存儲(chǔ)方式提出的，表示了它的生存期。它屬于靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型。例:引用其它文件中的外部變量原文件prg1.cppinta,b;

//外部變量定義intmax();//外部函數(shù)聲明voidmain(){intc;

a=4,b=5;c=max();cout<<"max="<<c<<endl;}原文件prg2.cppexterninta,b;

//外部變量說(shuō)明intmax(){return(a>b?a:b);}編譯、鏈接、運(yùn)行運(yùn)行結(jié)果：

max=53、靜態(tài)變量（static型變量）

靜態(tài)變量與靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型

靜態(tài)變量的類(lèi)型說(shuō)明符是static。靜態(tài)變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型。靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型的變量不一定就是靜態(tài)變量。例如外部變量雖屬于靜態(tài)存儲(chǔ)類(lèi)型但不一定是靜態(tài)變量，必須由static加以定義后才能成為靜態(tài)外部變量，或稱(chēng)靜態(tài)全局變量。

自動(dòng)變量可以用static定義它為靜態(tài)自動(dòng)變量，或稱(chēng)靜態(tài)局部變量，從而成為靜態(tài)存儲(chǔ)方式。

靜態(tài)局部變量

在局部變量的說(shuō)明前加上static就構(gòu)成靜態(tài)局部變量

例如：

staticinta,b;staticfloatarray[5]={1,2,3,4,5}；

靜態(tài)局部變量與自動(dòng)變量之比較

靜態(tài)局部變量與自動(dòng)變量均屬于局部變量

靜態(tài)局部變量生存期長(zhǎng)，為整個(gè)源程序。自動(dòng)變量生存期短。靜態(tài)局部變量的生存期雖然為整個(gè)源程序，但是其作用域仍與自動(dòng)變量相同voidfunc();voidmain()

{inta;a=s+5;……}voidfunc(){staticints;……}定義靜態(tài)局部變量s錯(cuò)誤！s的作用域

靜態(tài)局部變量與自動(dòng)變量之比較

靜態(tài)局部變量若在定義時(shí)未賦初值，則系統(tǒng)自動(dòng)賦初值0

靜態(tài)局部變量賦初值只一次，而自動(dòng)變量賦初值可能多次#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){inti;voidfunc();//函數(shù)說(shuō)明

for(i=1;i<=5;i++)func();//函數(shù)調(diào)用}voidfunc()//函數(shù)定義{

autointj=0;++j;cout<<"\t"<<j;}#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){inti;voidfunc();//函數(shù)說(shuō)明

for(i=1;i<=5;i++)func();//函數(shù)調(diào)用}voidfunc()//函數(shù)定義{

staticintj=0;++j;

cout<<"\t"<<j;}自動(dòng)變量靜態(tài)變量運(yùn)行結(jié)果：11111

運(yùn)行結(jié)果：12345

靜態(tài)全局變量

全局變量(外部變量)的說(shuō)明之前再冠以static就構(gòu)成了靜態(tài)全局變量。全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。當(dāng)一個(gè)源程序由多個(gè)源文件組成時(shí)，非靜態(tài)的全局變量可通過(guò)外部變量說(shuō)明使其在整個(gè)源程序中都有效。而靜態(tài)全局變量只在定義該變量的源文件內(nèi)有效，在同一源程序的其它源文件中不能通過(guò)外部變量說(shuō)明來(lái)使用它。

prg1.cpp

inta,b;staticcharch;

voidmain(){……}

prg2.cpp

externinta,b;externcharch;

intfunc(intx,inty){……}

外部(全局)變量定義靜態(tài)全局變量定義錯(cuò)誤！4、寄存器變量（register型變量）