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局部变量、全局变量、静态局部变量、静态全局变量的异同

2019年11月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4252字 ⁄ 字号 评论关闭

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完成内容:

1.       收获备忘;

2.       局部变量、全局变量、静态局部变量、静态全局变量的异同;

3.       设计函数atoi()(字符串转int型)

4.       含参数的宏与函数的优缺点;

 

一.           收获备忘

1.       数组名指向的是一块内存块,内存的地址与大小在生命期内不可改变,只有内存块中的内容可以改变;指针可以随时指向任意类型的内存块;

2.       strcpy()函数的原型:char
*strcpy(char *strDestination, const char *strSource);

malloc()函数的原型:void
*malloc(size_t size);

free()函数的原型:void
free(void *memblock);

3.       指针在free()delete后,需重新指向NULL,或指向合法的内存;

4.       申请动态内存后,应该马上判断是否申请成功(mallocnew申请动态内存不成功返回NULL),若申请不成功,则用exit(1)强制退出程序;

5.       内存分配的三种方式:

(1).从静态存储区域分配:变量在编译时已经分配好,在整个程序运行期间都存在,例如:全局变量,静态全局变量;

(2).从“栈”上分配:函数内的局部变量,在使用时自动从栈上创建内存区域,函数结束时自动释放。由于栈上内存的分配运算内置于处理器的指令集中,使用效率很高,但容量有限;

(3).从“堆”上分配:即动态内存分配,程序员可使用malloc
()/new
申请任意大小的动态内存空间,同时由程序员决定何时使用free ()/delete去释放已申请的内存。使用起来十分灵活,但最容易出问题;

         6.      指针参数传递内存的方法及常见错误P47-P49

 

二.           局部变量,全局变量,静态局部变量,静态全局变量的异同

虽然之前在编程时对这四个“变量”就有不少困惑,但一直没去细究,前两天在联想的笔试题中看到了这样一道题,貌似知道它们的区别却又不能说出其中的原理,今天决定将其弄清楚。

局部变量:在一个函数中或复合语句中定义的变量,在动态存储区分配存储单元,在调用时动态分配,在函数或复合语句结束时自动释放;

静态局部变量:在一个函数中定义局部变量时,若加上static声明,则此变量为静态局部变量,在静态存储区分配存储单元,在程序运行期间都不释放;静态局部变量只能在该函数中使用;静态局部变量在编译时赋值(若在定义时未进行赋值处理,则默认赋值为0(对数值型变量)或空字符(对字符型变量));静态局部变量在函数调用结束后不自动释放,保留函数调用结束后的值;

全局变量:在函数外定义的变量称为全局变量;全局变量在静态存储区分配存储单元,在程序运行期间都不释放,在文件中的函数均可调用该全局变量,其他文件内的函数调用全局变量,需加extern声明;

静态全局变量:在函数外定义变量时,若加上static声明,则此变量为静态全局变量;静态全局变量在静态存储区分配存储单元,在程序运行期间都不释放,静态全局变量在编译时赋值(若在定义时未进行赋值处理,则默认赋值为0(对数值型变量)或空字符(对字符型变量));只能在当前文件中使用;

参考谭浩强的《C程序设计第二版》P180,可从三个方面对以上四种变量进行区分:

1.       从作用域角度分,有局部变量和全局变量:

局部变量

自动变量(auto变量,函数结束后释放)

静态局部变量(函数结束后值保留)

全局变量

        静态外部变量(只限本文件中使用)

        外部变量(允许其他文件引用)

2.       从变量的生存期分,有动态存储和静态存储两种,动态存储即在调用函数时临时分配单元,静态存储则是程序整个运行时间内都存在。

动态存储

        形式参数(本函数内有效)

         auto自动变量(本函数内有效)

         register寄存器变量(本函数有效)

静态存储

        静态局部变量(本函数内有效)

        静态外部变量(本文件中有效)

        外部变量(允许其他文件引用)

3.       从变量的储存位置分

内存中静态存储区

        静态局部变量

        静态外部变量

        外部变量

内存中动态存储区

         auto自动变量和形式参数

CPU中的寄存器

        寄存器变量

 

三.           设计函数int
*atoi(const char *str);

在联想的笔试题中看到这个题目,特意拿来练练手;

程序代码如下:

#include <stdio.h>

#include <assert.h>                                      //使用断言

#include <ctype.h>                              //使用isspace()isdigit()函数的头文件

#include <math.h>

 

#define INT_MAX (int)((pow(2, sizeof(int) * 8)) / 2.0 - 1)

 

#include <stdio.h>

#include <assert.h>                                      //使用断言

#include <ctype.h>                              //使用isspace()isdigit()函数的头文件

#include <math.h>

 

#define INT_MAX (int)((pow(2, sizeof(int) * 8)) / 2.0 - 1)

 

int myatoi(const char *string)

{

         int flag = 1;

         int result = 0;

         assert(string != NULL);             //string指向NULL,则判断非法调用myatoi()函数

         

         //若字符串有空格或制表符,则跳过;

         while (isspace(*string))

         {

                   string++;

         }

         

         //获取字符串的'+','-'符号位;

         if (*string=='+' || *string=='-')

         {

                   flag = (*string == '-') ? -1 : 1;

                   string++;

         }

 

         //程序到这里,已经没有空格和'+','-'号了,若接下来的字符是数字,

         //则计算出数字的大小,若不是数字,则不计算,result依旧为0;

         while (*string!='\0' && isdigit(*string))

         {

                   result = 10 * result + (*string++ - '0');

         }

 

         //判断最后结果是否溢出,若溢出则退出程序

         if ((unsigned)result > INT_MAX)                

         {

                   printf("The Number Input is larger than INT_MAX%d\n",
INT_MAX);

                   printf("exit!\n");

                   exit(1);

         }

         

         return (result * flag);

}

 

int main(void)

{

         printf("%d\n", myatoi("            +1234"));

         printf("%d\n", myatoi("    -2147483647"));

         printf("%d\n", myatoi("  1234"));

         printf("%d\n", myatoi("  adf 1234"));

}

此函数中

1.       首先通过断言assert判断对myatoi()的调用是否合法;

2.       判断字符串开头是否有空格或制表符(TAB),有则跳过;

3.       若字符串第一个有效字符为’-‘,则flag-1,若为’+’,则flag1,若为其他字符,则判断此字符串为非数字字符串,result的最终值为0

4.       将字符类型的数字转换成int类型的数字,

5.       判断result是否越界,若越界,跳出程序,否则返回result*flag的值;

 

这道题主要考的是程序员的编程风格,虽说这个函数看上去很简单,但如果要考虑到程序的健壮性,正确定,可靠性,效率,易用性,可扩展性,可移植性等属性的话,程序编写起来就不简单了;

 

四.           含参数的宏与函数的优缺点

无参的宏就用得多了,但带参数的宏呢?见过很多,但真正自己去编的几乎没有,今天,顺带把这个问题也搞清楚。

        含参数的宏优点:

省去了函数调用的开销,运行效率高.

含参数的缺点:

由于宏本质上是字符串的替换,所有可能会由于一些参数的副作用导致得出

错误的结果.

:

#define max(a, b)   ( ((a) > (b)) ? (a) : (b) )

如果程序中出现这样的调用: max(a++, b);

将导致a被计算2,从而可能得到错误的结果,而函数调用不会出现这种问题.

另外,如果程序中有多次宏替换的话,可能导致代码体积变大.

函数调用的优点:

没有带参数宏可能导致的副作用,计算的正确性较宏更有保证.

函数调用的缺点:

函数调用需要一些参数,返回地址等入栈,出栈的开销,效率没有带参数的宏高.


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