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文章目录
Lecture 8 程序结构
1. 全局变量
1.1 全局变量
全局变量：定义在函数之外的变量，全局的生存期和作用域
- 它们与任何函数都无关
- 在任何函数内部都可以使用它们
全局变量初始化：
-
没有初始化的全局变量会得到0值（而本地变量不会）
- 指针会得到NULL值
-
只能用编译时刻已知的值来初始化全局变量
-
它们的初始化发生在main函数之前
全局变量的隐藏：
- 如果函数内部存在与全局变量同名的变量，则全局变量被隐藏
小常识：
printf("in %s all=%d\n", _func_, all); //此语句中，_func_表示的是函数的名字，用%s输出
1.2 静态本地变量
静态本地变量：能在函数结束后继续保有原值的本地变量
- 在本地变量定义时加上
static修饰符就成为静态本地变量 - 当函数离开时，静态本地变量会继续存在并保持其值
- 静态本地变量的**初始化只会在第一次进入这个函数时做**，以后进入函数时会保持上次离开时的值
静态本地变量与全局变量：
- 静态本地变量实际上是特殊的全局变量
- 它们位于相同的内存区域
- 静态本地变量具有全局的生存期，函数内的局部作用域
static在这里的意思是局部作用域（本地可访问）
1.3 后记
返回指针的函数：
- 返回本地变量的地址是危险的（因为函数调用结束后，该地址可能会分配给其他变量）例如：
#include <stdio.h>
int* f(void);
void g(void);
int main()
{
int *p = f();
printf("*p=%d\n", *p);
g();
printf("*p=%d\n", *p);
return 0;
}
int* f(void)
{
int i=12;
return &i;
}
void g(void)
{
int k=24;
printf("k=%d\n", k);
}
运行结果：
[Warning] function returns address of local variable
*p=12
k=24
*p=24
- 返回全局变量或静态本地变量的地址是安全的
- 返回在函数内malloc的内存是安全的，但是容易造成问题
- 最好的做法是返回传入的指针
tips：
- 不要使用全局变量在函数间传递参数和结果
- 尽量避免使用全局变量
- 使用全局变量和静态本地变量的函数是线程不安全的
2. 编译预处理和宏
编译预处理指令
- #开头的是编译预处理指令
- 它们不是C语言的成分，但是C语言程序离不开它们
- #define用来定义一个宏
2.1 宏定义
#define <名字> <值>
- 注意没有结尾的分号，因为不是C的语句
- 名字必须是一个单词，值可以是各种东西
- 在C语言的编译器开始编译之前，编译预处理程序（cpp）会把程序中的名字换成值（完全的文本替换）
- gcc中，使用–save-temps可以保存编译过程中的临时文件
宏
- 如果一个宏的值中有其他的宏的名字，也是会被替换的
- 如果一个宏的值超过一行，除最后一行外其他行末都需要加\
- 宏的值后面出现的注释不会被当做宏的值的一部分
没有值的宏
#define _DEBUG- 这类宏是用于条件编译的，后面有其他的编译预处理指令来检查这个宏是否已经被定义过了
预定义的宏
_LINE_ //当前所在的行号整数_FILE_ //文件名字符串_DATE_ //编译时的日期字符串_TIME_ //编译时的时间字符串_STDC_ //如果今前编泽器符合ISO标准，那么该宏的值为1，否则未定义
2.2 带参数的宏
像函数的宏
#define cube(x) ((x)*(x)*(x))- 宏可以带参数
错误定义的宏
#define RADTODEGZ(X) (x*57.29578)//弧度转换成角度#define RADTODEGZ(X) (x)*57.29578
带参数的宏的原则
- 一切都要括号（整个值要括号，参数出现的每个地方都要括号）
- 正确定义
#define RADTODEGZ(X) ((x)*57.29578)
可以带多个参数
#define MIN(a,b) ((a)>(b)?(b):(a))- 也可以组合（嵌套）使用其他宏
带参数的宏
- 在大型程序的代码中使用非常普遍
- 可以非常复杂，如“产生”函数（在#和##这两个运算符的帮助下）
- 存在中西方文化差异（中方用得少，西方用得多）
- 部分宏会被
inline函数替代
3. 大程序结构
3.1 多个源代码文件
多个.c文件
- main()里的代码太长了适合分成几个函数
- 一个源代码文件太长了适合分成几个文件
- 两个独立的源代码文件不能编译形成可执行的程序
项目
- 在Dev C++中新建一个项目，然后把几个源代码文件加入进去
- 对于项目，Dev C++的编译会把一个项目中的所有源代码文件都编译后，链接起来
- 有的IDE（例如Visual Studio）有分开的编译（compile）和构建（build）两个按钮，前者是对单个源代码文件编译，后者是对整个项目做链接
编译单元
- 一个.c文件是一个编译单元
- 编译器每次编译只处理一个编译单元
3.2 头文件
把函数原型放到一个头文件（以.h结尾）中，在需要调用这个函数的源代码文件（.c文件）中#include这个头文件，就能让编译器在编译的时候知道函数的原型。
#include
- #include是一个编译预处理指令，和宏一样，在编译之前就处理了
- 它把那个文件的全部文本内容原封不动地插入到它所在的地方
- 所以也不是一定要在.c文件的最前面#include
""还是<>
-
#include有两种形式来指出要插入的文件
- ""要求编译器首先在当前目录（.c文件所在的目录）寻找这个文件，如果没有，到编译器指定的目录去找
- <>让编译器只在指定的目录去找
- 自己的头文件用""，标准库中的头文件用<>
-
编译器自己知道自己的标准库的头文件在哪里
-
环境变量和编译器命令行参数也可以指定寻找头文件的目录
#include的误区
- #include不是用来引入库的，而是用来插入文本内容的（原封不动）
- stdio.h里只有printf的原型，printf的代码在另外的地方，某个.lib(Windows)或.a(Unix)中
- 现在的C语言编译器默认会引入所有的标准库
- #include <stdio.h>只是为了让编译器知道printf函数的原型，保证你调用时给出的参数值是正确的类型
头文件tips
- 在使用和定义这个函数的地方都应该#include这个头文件
- 一般的做法是任何.c都有对应的同名的.h（除了main.c），把所有的对外公开的函数的原型和全局变量的声明都放进去
不对外公开的函数
- 在函数前面加上static就使得它成为只能在所在的编译单元中被使用的函数
- 在全局变量前面加上static就使得它成为只能在所在的编译单元中被使用的全局变量
3.3 声明
全局变量的声明
int i;是变量的定义extern int i;是变量的声明- 函数的定义是定义，函数的原型是声明
- 变量声明时不能初始化
声明和定义
-
声明是（使编译器）不产生代码的东西
- 函数原型
- 变量声明
- 结构声明
- 宏声明
- 枚举声明
- 类型声明
- inline函数
-
定义是（使编译器）产生代码的东西
- 函数
- 全局变量
头文件规则
- 只有声明可以被放在头文件中（是规则而非法律）
- 否则会造成一个项目中多个编译单元里有重名的实体
- 某些编译器允许几个编译单元中存在同名的函数，或者用weak修饰符来强调这种存在
重复声明
- 同一个编译单元里，同名的结构不能被重复声明
- 如果你的头文件里有结构的声明，很难这个头文件不会在一个编译单元里被#include多次（当项目很复杂，有多个.c、.h文件相互#include时）
- 所以需要==“标准头文件结构”==
#ifndef _LIST_H_ //条件编译
#define _LIST_H_
//如果没有定义这个宏，就定义这个宏
#include "node.h"
typedef struct _list {
Node* head;
Node* tail;
} List;
#endif
运用条件编译和宏，保证这个头文件在一个编译单元中只会被#include一次；
#pragma once也能起到相同的作用（如VS中），但是不是所有编译器都支持。
头文件结构”==
```c
#ifndef _LIST_H_ //条件编译
#define _LIST_H_
//如果没有定义这个宏，就定义这个宏
#include "node.h"
typedef struct _list {
Node* head;
Node* tail;
} List;
#endif
运用条件编译和宏，保证这个头文件在一个编译单元中只会被#include一次；
#pragma once也能起到相同的作用（如VS中），但是不是所有编译器都支持。
