Cprogramming 简明教程

C - Variables

一个 variable 只不过是一个存储区的名称，我们的程序可以对其进行操作。C 中的每个变量都有一个特定的类型，它确定变量内存的大小和布局；可以存储在那部分内的值的范围；以及可以应用于变量的一组操作。

Why Do We Use Variables in C?

C 中的变量是对计算机内存中特定位置的用户分配的名称，它是一组大量随机可访问位置的集合，可以容纳单个位。内存中的每个位置都由二进制（或为了方便而采用十六进制）格式表示的唯一地址标识。

由于通过以二进制形式引用其位置来存储和处理内存中的数据非常麻烦，因此像 C 这样的高级语言允许使用用户定义的名称或变量来识别位置。

您可以找到一个合适的助记符标识符并为其分配一个值，而不是识别一个可用内存位置并为其分配一个值。C 编译器将选择一个适当的位置，并将它绑定到您指定的标识符。

Naming Conventions of C Variables

变量的名称必须以字母（大写或小写）或下划线 (_) 开头。它可以由字母（大写或小写）、数字和下划线字符组成。C 中变量的名称中不能包含其他字符。

C 中的变量名称区分大小写。例如，“age”与“AGE”不同。

ANSI 标准识别一个变量名称的长度为 31 个字符。虽然可以选择具有更多字符的名称，但只能识别前 31 个字符。为变量使用反映其打算存储的值的描述性名称被认为是一个好习惯。避免使用可能让你感到困惑的非常短的变量名称。

C 是一种静态类型语言。因此，必须在声明中提到变量的数据类型，在变量名称之前。可以在函数（局部变量）或全局变量中声明变量。可以在单个语句中声明多个相同类型变量。

Example

基于以上规则和约定，这里有一些有效的和无效的变量名称：

int _num = 5;        // valid integer variable
float marks = 55.50; // valid float variable
char choice = '0';   // valid char variable

// invalid variable name
// cannot use "-"
int sub-1 = 35;

//invalid; must have data type
avg = 50;

// invalid; name can be used for
// declaration only once in a function
int choice = 0;

// Valid integer name
int sal_of_employee = 20000;

// Valid because all are of same type
int phy, che, maths;

// error because variables of
// different types in same statement
int sal, float tax;

在 C 中， variables 能够存储属于它识别到的任何类型的变量。因此，变量类型数与 data types in C 数一样多。

Sr.No

Type & Description

1

char 通常是单个八位字节（一个字节）。它是一种整数类型。

2

int 机器的整数的最自然大小。

3

float 单精度浮点值。

4

double 双精度浮点值。

5

void 表示类型的缺失。

C 编程语言还允许定义其他多种变量类型，例如枚举类型、 Pointer 类型、 Array 类型、 Structure 类型、 Union 类型等。对于本章，让我们只研究基本变量类型。

Variable Definition in C

变量定义告诉编译器为变量创建多少和什么位置的存储。变量定义指定了一个数据类型，并包含该类型的一个或多个变量的列表，如下所示 −

type variable_list;

此处， type 必须是有效的 C 数据类型，包括 char、w_char、int、float、double、bool 或任何用户定义的对象； variable_list 可能由一个或多个由逗号分隔的标识符名称组成。

一些有效的变量声明显示如下 −

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

行 int i, j, k; 声明和定义变量 i、j 和 k；它指示编译器使用类型 int 创建名为 i、j 和 k 的变量。

可以在声明中初始化变量（分配一个初始值）。初始化程序由等号后跟一个常量表达式组成，如下所示：

type variable_name = value;

Example: Variable Definition and Initialization

看看以下示例：

// declaration of d and f
extern int d = 3, f = 5;

// definition and initializing d and f
int d = 3, f = 5;

// definition and initializes z
byte z = 22;

// the variable x has the value 'x'
char x = 'x';

对于没有初始化程序的定义：静存储时长的变量隐式地初始化为 NULL（所有字节的值都为 0）；所有其他变量的初值为未定义。

Variable Declaration in C

根据 ANSI C 标准，所有变量都必须在开头声明。不允许在第一个处理语句之后再声明变量。虽然 C99 和 C11 标准版本已删除这个规定，但它仍然被认为是一种良好的编程实践。可以声明一个变量以便稍后在代码中给它分配一个值，或者可以在声明时对其进行初始化。

Example: Variable Declaration

// declaration with initialization
int x = 10;

// declare first and assign later
int y;
y = 20;

// define and initialize two variables
int d = 3, f = 5;

// the variable x has the value 'x'
char x = 'x';

一旦声明了某个类型的变量，就不能为其分配任何其他类型的变量。在这种情况下， C compiler 报告类型不匹配错误。

变量声明向编译器保证存在具有给定类型和名称的变量，以便编译器可以在不需要变量的完整详细信息的情况下继续进行进一步的编译。变量定义仅在编译时才有其含义，编译器在链接程序时需要实际的变量定义。

当使用多个文件且在其中的一个文件中定义变量时，这时变量声明很有用，该变量将在链接程序时可用。可以使用关键字 “extern” 来在任何位置声明变量。虽然可以在 C 程序中多次声明一个变量，但它只能在一个文件、一个函数或一个代码块中定义一次。

Example

尝试以下示例，其中变量已在顶部声明，但在主函数中对其进行了定义和初始化 −

#include <stdio.h>

// Variable declaration:
extern int a, b;
extern int c;
extern float f;

int main () {

   /* variable definition: */
   int a, b;
   int c;
   float f;

   /* actual initialization */
   a = 10;
   b = 20;

   c = a + b;
   printf("value of c : %d \n", c);

   f = 70.0/3.0;
   printf("value of f : %f \n", f);

   return 0;
}

在上述代码编译并执行后，将生成以下结果：

value of c : 30
value of f : 23.333334

同一个概念适用于函数声明，你在声明函数时提供一个函数名，它可以在其他任何地方给出实际定义。例如 −

// function declaration
int func();

int main() {

   // function call
   int i = func();
}

// function definition
int func() {
   return 0;
}

Lvalues and Rvalues in C

C 中有两种表达式：

  1. lvalue expressions

  2. rvalue expressions

Lvalue Expressions in C

引用存储器位置的表达式称为“左值”表达式。左值可能会显示在赋值的左边或右边。

C 中的变量是左值，因此可能会显示在赋值的左边。

Rvalue Expressions in C

“右值”一词指的是存储在存储器中某个地址处的数字。一个“右值”是一个不能为其赋值的表达式，这意味着一个右值可以显示在赋值的右边，但不能显示在赋值的左边。

数值字面量是右值，因此它们可能未分配，且不可出现在左侧。

请查看以下有效和无效的声明：

// valid statement
int g = 20;

// invalid statement
// it would generate compile-time error
10 = 20;

Variables in C 可根据以下参数分类：

  1. Data types −int、float、char或struct类型。

  2. Scope −全局或局部变量。

  3. Storage type −自动、静态、寄存器或extern。

稍后在本教程中，我们将了解局部和全局类型以及存储类型。