变量
变量(variable)可以理解成一块内存区域的名字。通过变量名,可以引用这块内存区域,获取里面存储的值。由于值可能发生变化,所以称为变量,否则就是常量了。
变量名
变量名在 C 语言里面属于标识符(identifier),命名有严格的规范。
- 只能由字母(包括大写和小写)、数字和下划线(
_
)组成。 - 不能以数字开头。
- 长度不能超过63个字符。
下面是一些无效变量名的例子。
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上面示例中,每一行的变量名都是无效的。
变量名区分大小写,star
、Star
、STAR
都是不同的变量。
并非所有的词都能用作变量名,有些词在 C 语言里面有特殊含义(比如int
),另一些词是命令(比如continue
),它们都称为关键字,不能用作变量名。另外,C 语言还保留了一些词,供未来使用,这些保留字也不能用作变量名。下面就是 C 语言主要的关键字和保留字。
auto, break, case, char, const, continue, default, do, double, else, enum, extern, float, for, goto, if, inline, int, long, register, restrict, return, short, signed, sizeof, static, struct, switch, typedef, union, unsigned, void, volatile, while
另外,两个下划线开头的变量名,以及一个下划线 + 大写英文字母开头的变量名,都是系统保留的,自己不应该起这样的变量名。
变量的声明
C 语言的变量,必须先声明后使用。如果一个变量没有声明,就直接使用,会报错。
每个变量都有自己的类型(type)。声明变量时,必须把变量的类型告诉编译器。
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上面代码声明了变量height
,并且指定类型为int
(整数)。
如果几个变量具有相同类型,可以在同一行声明。
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注意,声明变量的语句必须以分号结尾。
一旦声明,变量的类型就不能在运行时修改。
变量的赋值
C 语言会在变量声明时,就为它分配内存空间,但是不会清除内存里面原来的值。这导致声明变量以后,变量会是一个随机的值。所以,变量一定要赋值以后才能使用。
赋值操作通过赋值运算符(=
)完成。
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上面示例中,第一行声明了一个整数变量num
,第二行给这个变量赋值。
变量的值应该与类型一致,不应该赋予不是同一个类型的值,比如num
的类型是整数,就不应该赋值为小数。虽然 C 语言会自动转换类型,但是应该避免赋值运算符两侧的类型不一致。
变量的声明和赋值,也可以写在一行。
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多个相同类型变量的赋值,可以写在同一行。
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注意,赋值表达式有返回值,等于等号右边的值。
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上面代码中,变量y
的值就是赋值表达式(x = 2 * x
)的返回值2
。
由于赋值表达式有返回值,所以 C 语言可以写出多重赋值表达式。
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上面的代码是合法代码,一次为多个变量赋值。赋值运算符是从右到左执行,所以先为n
赋值,然后依次为m
、z
、y
和x
赋值。
C 语言有左值(left value)和右值(right value)的概念。左值是可以放在赋值运算符左边的值,一般是变量;右值是可以放在赋值运算符右边的值,一般是一个具体的值。这是为了强调有些值不能放在赋值运算符的左边,比如x = 1
是合法的表达式,但是1 = x
就会报错。
变量的作用域
作用域(scope)指的是变量生效的范围。C 语言的变量作用域主要有两种:文件作用域(file scope)和块作用域(block scope)。
文件作用域(file scope)指的是,在源码文件顶层声明的变量,从声明的位置到文件结束都有效。
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上面示例中,变量x
是在文件顶层声明的,从声明位置开始的整个当前文件都是它的作用域,可以在这个范围的任何地方读取这个变量,比如函数main()
内部就可以读取这个变量。
块作用域(block scope)指的是由大括号({}
)组成的代码块,它形成一个单独的作用域。凡是在块作用域里面声明的变量,只在当前代码块有效,代码块外部不可见。
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上面例子中,变量b
是在if
代码块里面声明的,所以对于大括号外面的代码,这个变量是不存在的。
代码块可以嵌套,即代码块内部还有代码块,这时就形成了多层的块作用域。它的规则是:内层代码块可以使用外层声明的变量,但外层不可以使用内层声明的变量。如果内层的变量与外层同名,那么会在当前作用域覆盖外层变量。
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上面示例中,内层和外层都有一个变量i
,每个作用域都会优先使用当前作用域声明的i
。
最常见的块作用域就是函数,函数内部声明的变量,对于函数外部是不可见的。for
循环也是一个块作用域,循环变量只对循环体内部可见,外部是不可见的。
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上面示例中,for
循环省略了大括号,但依然是一个块作用域,在外部读取循环变量i
,编译器就会报错。