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程序或其它程序中進行引用，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間。實際上就是變量占用內(nèi)存的時間。

按其生存期可分為兩種：即動態(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間的角度來體現(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)作定義說明的變量，也稱為內(nèi)部變量

。

作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開函數(shù)后不可再引用。

生存期從函數(shù)被調(diào)用的時刻到函數(shù)返回調(diào)用處的時刻（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的作用域引用錯誤！

說明(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，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

錯誤！錯誤！

說明(2)形參變量屬于被調(diào)用函數(shù)的局部變量；實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，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發(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;}運行結(jié)果：main:a=3,b=4subf:a=6,b=7main:a=3,b=4變量名相同

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

#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)合語句中的局部變量

main中變量a、b的作用域

復(fù)合語句中變量k、b的作用域輸出k=7

輸出b=10

輸出b=4

錯誤！3、全局變量作用域和生存期

定義在函數(shù)外部作定義說明的變量，也稱為外部變量

。它不屬于哪一個函數(shù)，而屬于一個源程序文件。

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

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

#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intsign();//計算數(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

t=sqr();//取平方根

cout<<"s=“<<s<<",t="<<t<<endl;}//取數(shù)n的符號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的作用域錯誤！

說明(1)應(yīng)盡量少使用全局變量。

全局變量在程序全部執(zhí)行過程中始終占用存儲單元降低了函數(shù)的獨立性、通用性、可靠性及可移植性降低程序清晰性，容易出錯(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冒號“::”

#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)致程序員犯邏輯錯誤。

說明(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]類型說明符全局變量名1[=初始值1],……，全局變量名n[=初始值n]；可缺?。harch='Y';voidmain(){……}charch;voidfunc(){……}定義全局變量ch錯誤！ch只能定義一次例：inta=2,b=4;externinta=2,b=4;

說明(4)對全局變量進行說明，可擴展全局變量的作用域。全局變量說明的一般形式為：extern

類型說明符全局變量名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;}全局變量定義未說明前的作用域全局變量說明說明后的作用域全局變量說明說明后的作用域運行結(jié)果：

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

說明(5)全局變量定義與全局變量的說明的區(qū)分

externinta;

voidfunc1(){……//引用變量a}externinta=2;

voidfunc2(){……//引用變量a}誰是定義？誰是說明？全局變量定義(因為賦了初值)全局變量說明

注意：兩者中有且只能有一個對變量a賦初始值，不能都對變量a賦初始值或都不賦值，否則編譯錯！

2變量的存儲類型

概述

變量是對程序中數(shù)據(jù)的存儲空間的抽象變量的屬性

①數(shù)據(jù)類型：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算。

②存儲類型:

規(guī)定了變量占用內(nèi)存空間的方式，也稱為存儲方式。

存儲器類型：寄存器、靜態(tài)存儲區(qū)、動態(tài)存儲區(qū)

auto---------自動型

register-----寄存器型

static-------靜態(tài)型

extern-------外部型動態(tài)存儲靜態(tài)存儲存儲類型說明符數(shù)據(jù)類型說明符變量名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、自動變量（auto型變量）[auto]數(shù)據(jù)類型說明符變量名1，變量名2，…，變量名n；

定義格式

說明

存儲類型說明符auto可以省略。自動變量只能在函數(shù)內(nèi)或復(fù)合語句中定義，它屬于局部變量。voidfunc(){

inti,j,k;

……}等價于autointi,j,k;autointk;

voidfunc(){……}錯誤！自動變量不可定義在函數(shù)外

注意：在函數(shù)外部定義的沒有帶存儲類型說明符的全局變量是外部變量，屬于靜態(tài)存儲類型。

如：intk;

//k為外部變量，屬靜態(tài)存儲類型

voidfunc(){……}2、外部變量（extern型變量）

外部變量和全局變量是對同一類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方式提出的，表示了它的生存期。它屬于靜態(tài)存儲類型。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;

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

max=53、靜態(tài)變量（static型變量）

靜態(tài)變量與靜態(tài)存儲類型

靜態(tài)變量的類型說明符是static。靜態(tài)變量屬于靜態(tài)存儲類型。靜態(tài)存儲類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)存儲類型但不一定是靜態(tài)變量，必須由static加以定義后才能成為靜態(tài)外部變量，或稱靜態(tài)全局變量。

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

靜態(tài)局部變量

在局部變量的說明前加上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)局部變量與自動變量之比較

靜態(tài)局部變量與自動變量均屬于局部變量

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

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

靜態(tài)局部變量與自動變量之比較

靜態(tài)局部變量若在定義時未賦初值，則系統(tǒng)自動賦初值0

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

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;}自動變量靜態(tài)變量運行結(jié)果：11111

運行結(jié)果：12345

靜態(tài)全局變量

全局變量(外部變量)的說明之前再冠以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。當一個源程序由多個源文件組成時，非靜態(tài)的全局變量可通過外部變量說明使其在整個源程序中都有效。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外部變量說明來使用它。

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)全局變量定義錯誤！4、寄存器變量（register型變量）