作用域和存储类型

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1、作用域和存储类型在过程化程序设计中最基本的思想是将一个较大的、较复杂的问题，分解成若干个较小的、更为容易解决的子问题。把一个程序划分为若干个模块，每一个模块只完成一种任务，每一个种的每一个标识符都有其作用的范围，这样设计出来的程序层次分明、容易读懂、便于维护、并可被其他程序调用。本章介绍标识符的作用域，局部变量、全局变量、静态变量以及动态变量，还将介绍变量的存储类型、编译预处理、程序的多文件组织，最后给出综合应用实例。一．作用域（1）作用域标识符包含变量名、常量名、函数名、类名、对象名等。标识符

2、只能在其定义或说明的范围内是可见的，在该范围之外是不可见的。一个标识符只要是可见的系统就可以对其进行访问操作。作用域是指标识符在程序中可引用的区域。标识符的作用域分为块作用域、文件作用域、函数声明、函数作用域、类作用域5种。1）块作用域块是用一对花括号括起来的一段程序。在块内说明的变量具有块作用域，其作用域是从变量说明处到块的结束处（即块的右花括号处）。复合语句是一个块。复合语句中定义的变量，作用域仅在该复合语句中。2）文件作用域文件作用域也称全局作用域。定义在所有函数之外的标识符，具有文件作用

3、域，作用域为从定义处到整个源文件结束。文件中定义的全局变量和函数都具有文件作用域。如果某个文件中说明了具有文件作用域的标识符，该文件又被另一个文件包含，则该标识符的作用域延伸到新的文件中。如cin和cout是在头文件iostream.h中说明的具有文件作用域的标识符，它们的作用域也延伸到所有嵌入iostream.h文件中。3）函数声明作用域函数声明不是定义函数，函数声明时，形参作用域只在声明中，即作用域结束于函数声明结束时的右括号。正是由于形参不能被程序的其他地方引用，所以通常只要声明形参个数和

4、类型，形参名可省略。4）函数作用域函数中定义的变量，包括形参和函数体中定义的局部变量，作用域都在该函数内，也称为函数域。5）类作用域类作用域是指类定义范围（包括类的声明部分和相应成员函数实现整个范围）。在该范围内，类的成员函数对数据成员有完全访问权限。总结前四种作用域范围如下：块作用域：从块内变量定义开始到块结束。文件作用域：从函数外标识符定义开始到文件结束（可用extern进行扩展）。函数声明作用域：函数声明内部有效。函数作用域：从函数开始和函数结束。（2）局部变量与全部变量根据作用域的不同，

5、可将程序中的变量分为：局部变量和全局变量。1）局部变量在函数或者块内定义的变量是局部变量。局部变量仅在定义它的函数或块内起作用。这个范围之外不能使用这些变量。局部变量的作用域也成为块作用域。函数内部使用的局部变量包括形式参数和函数体内定义的变量。在程序运行到局部变量所在的函数或块时，在栈中建立并分配存储空间，该函数或块执行完毕，局部变量占有的空间被释放。局部变量在定义时若未初始化，其值为随机数。程序中使用的绝大数变量都是局部变量。2）全局变量全局变量是在函数外部定义的变量。全局变量的作用域从定义

6、点开始直到文件的结束，具有文件作用域特点。全局变量在编译时建立在全局数据区，在未给出初始化值时系统自动初始化为0。全局变量在所有函数之外说明，可以为本源程序文件中位于该全局变量定义之后的所有函数共同使用。全局变量可以在各个函数之间建立数据传输通道，但滥用全局变量会破坏程序模块化结构。注意：当具有块作用域的局部变量与具有文件作用域的全局变量同名时，与局部变量同名的全局变量不起作用，即局部变量优先。这时可以通过“：：”域访问同名的全局变量。（3）动态变量与静态变量根据生存期的不同，可将程序中的变量分

7、为：动态变量和静态变量。它们所占用的存储空间区域不同。C++的存储空间区域分为：1代码区：存放可执行程序的程序代码；2静态存储区：存放静态变量和全局变量；3栈区（Stack）：存放动态局部变量；4堆区（Heap）：存放new和malloc（）申请的动态内存。栈区和堆区统称为动态存储区。1）动态变量在程序执行过程中分配存储空间的变量。这种变量的生存期是定义动态变量的函数运行期，它对存储空间的利用是动态的。其初值每次为动态变量分配存储空间后都要重新设置。2）静态变量在程序开始运行前就分配存储空间的变

8、量。这种变量的生存期就是整个程序的运行期，在程序开始运行前就为其分配相应的存储空间，在程序的整个运行期间一直占用，直到结束。二．变量的存储类型在C++中，变量的存储类型分为4种：自动类型（auto）、寄存器类型（register）、静态类型（static）、外部类型（extern）。自动类型、寄存器类型的变量属于动态变量；静态类型、外部类型的变量属于静态变量。（1）自动类型（auto）用自动类型关键词auto说明的变量成为自动变量。1）定义格式：auto类型变量名；2）特性：自动变量是动态局部变