C语言重点难点精讲第一部分关键字：第一节-关键字分类细讲

Posted 2021-10-22 快乐江湖

文章目录

• 一：auto关键字
• 二：register关键字
• • （1）存储器分级
  • （2）register修饰变量
• 三：static关键字
• • （1）修饰全局变量和函数
  • （2）修饰局部变量
• 四：sizeof关键字
• 五：signed、unsigned关键字

一般来讲，C语言一共有32个关键字（C90标准），当然C99后又新增了5个关键字，不过我们还是重点讨论这32个关键字

关键字	说明
auto	声明自动变量
short	声明短整型变量或函数
int	声明整形变量或函数
long	声明长整形变量或函数
float	声明浮点型变量或函数
double	声明双精度变量或函数
char	声明字符型变量或函数
struct	声明结构体变量或函数
union	声明共用数据类型
enum	声明枚举类型
typedef	用以给数据类型取别名
const	声明只读变量
unsigned	声明无符号类型变量或函数
signed	声明有符号类型变量或函数
extern	声明变量是在其它文件中正声明
register	声明寄存器变量
static	声明静态变量
volatile	说明变量在程序执行过程中可以被隐含地改变
void	声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针
if	条件语句
else	条件语句否定分支（与if连用）
switch	用于开关语句
case	开关语句分支
for	一种循环语句
do	循环语句的循环体
while	循环语句的循环条件
goto	无条件跳转语句
continue	结束当前循环，开始下一轮循环
break	跳出当前循环
default	开关语句中的“其它”分支
sizeof	计算数据类型长度
return	子程序返回语句，循环条件

一：auto关键字

一般来说，在代码块中定义的变量（也即局部变量），默认都是auto修饰的，不过会省略。但是一定要注意：不是说默认的所有变量都是auto的，它只是一般用来修饰局部变量

当然在C语言中，我们已经不再使用auto了，或者称其为过时了，但是在C++中却赋予了auto新的功能，它变得更加强大了。有兴趣请点击2-6：C++快速入门之内联函数，auto关键字，C++11基于范围的for循环和nullptr

二：register关键字

register意味寄存器

（1）存储器分级

这个概念我们在计算机组成原理中讲得已经非常详细了，请点击：(计算机组成原理)第三章存储系统-第一节：存储器分类、多级存储系统和存储器性能指标

（2）register修饰变量

可以看出，如果将变量放到寄存器中，那么效率就会提高。可以用register修饰的变量有以下几种

• 局部的（全局变量会导致CPU寄存器长时间被占用）
• 不会被写入的（写入的话就需要被写回内存，要是这样的话register就没有意义的）
• 高频需要被读取的

如果要使用，不要大量使用，因为寄存器的数量有限。

另外还需要注意的一点是：被register修饰的变量，是不能取地址的，因为它已经放在了寄存器中，地址会涉及到内存，但是可以被写入
当然这个register关键字现在也基本不会用了，因为如今的编译器优化已经很智能了，不需要你自己手动优化

三：static关键字

（1）修饰全局变量和函数

我们知道全局变量（加入关键字extern声明）和函数都可以跨文件使用的

但是有一些应用场景中，我们不想让全局变量或函数跨文件访问应该怎么办呢？那么就可以使用static关键字

static int g_value=100;//修饰staic后全局变量将不能跨文件使用

可以看出被static修饰的全局变量是不能被外部其他文件直接访问的，而只能在本文件内使用

• 需要注意这里说的是直接访问，那意味着可以间接访问，比如通过函数的方式实现
  

同样，被static修饰的函数只能在本文件内访问，而不能在外部其它文件中直接访问

• 还是需要注意，这里是不能直接访问，并不是不能访问，比如可以通过函数嵌套的方式
  

static这种功能本质为了封装，因为我们可以把一些不需要或者不想要暴露的细节保护起来了，只提供一个功能函数个，该函数在内部调用它们即可，这样的话代码安全性也比较高

（2）修饰局部变量

我们知道全局变量仅在当前代码块内有效，代码块结束之后局部变量会自动释放空间，因此下面代码的结果就会是这样

如果使用static修饰局部变量，会更改其生命周期，但其作用域不变，如下当用static修饰后，变量i地址不变，且结果累加

static为什么可以更改局部变量的生命周期呢？因为被static修饰的变量会将其从栈区移动到数据段，当然这就涉及到了C/C++地址空间的问题了

查看实际地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int gobal_val=100;//全局变量已经初始化
int gobal_unval;//全局变量未初始化
int main(int argc,char* argv[],char* env[])
{
	printf("main函数处于代码段，地址为：%p,十进制为：%d\\n",main,main);
	printf("\\n");
	printf("全局变量gobal_val，地址为：%p,十进制为:%d\\n",&gobal_val,&gobal_val);
	printf("\\n");
	printf("全局变量未初始化gobal_unval，地址为：%p,十进制为:%d\\n",&gobal_unval,&gobal_unval);
	printf("\\n");
	
	char* mem=(char*)malloc(10);
	
	printf("mem开辟的堆空间，mem是堆的起始地址，是%p,十进制为：%d\\n",mem,mem);
	printf("\\n");	
	printf("mem是指针变量，指针变量在栈上开采，其地址为%p,十进制为：%d\\n",&mem,&mem);
	printf("\\n");	
	printf("命令行参数起始地址：%p,十进制为：%d\\n",argv[0],argv[0]);
	printf("\\n");
	printf("命令行参数结束地址：%p,十进制为：%d\\n",argv[argc-1],argv[argc-1]);
	printf("\\n");
	printf("第一个环境变量的地址：%p,十进制为：%d\\n",env[0],env[0]);
	printf("\\n");
}

四：sizeof关键字

sizeof用于确定一种类型对应在开辟空间的时候的大小，注意它是关键字而不是函数

它的基本用法就是下面这样，这我就不再多说了（注意Windows32位平台）

int main()
{
	cout <<"char:" <<sizeof(char) << endl;
	cout << "short:" << sizeof(short) << endl;
	cout << "int:" << sizeof(int) << endl;
	cout << "long:" << sizeof(long) << endl;
	cout << "long long:" << sizeof(long long) << endl;
	cout << "float:" << sizeof(float) << endl;
	cout << "double:" << sizeof(double) << endl;
}

特别注意，sizeof求一种类型大小的写法共有三种，特别第三种很多人认为是错误的，而考试就爱给你整这些犄角旮旯的东西

int main()
{
	int a = 10;
	第一种：cout << sizeof(a) << endl;
	第二种：cout << sizeof(int) << endl;
	第三种：cout << sizeof a << endl;//这种写法其实也证明了sizeof不是函数
	cout << sizeof int << endl;//注意这种写法是错误的
}

五：signed、unsigned关键字

这一部分需要涉及数据存储及原码反码等基础概念，请参照以下章节

• (计算机组成原理)第二章数据的表示和运算-第二节1：定点数的表示（原码、反码、补码和移码）
• (计算机组成原理)第二章数据的表示和运算-第二节2：原码、反码、补码和移码的作用

第一点： 需要深刻理解signed和unsigned只是对数据的一种解读方式，其中signed会把首位数据解读为符号位，符号位用于标识其正负，unsigned的首位也算作数据位,也就是说类型决定了其读写的时候的解释方式
因此像下面的这样一句代码，看似不合适，但是它是没有问题的，因为存储时对于变量a它只关心我所开辟的空间上的二进制数据放进了没有，并不关心你之前是怎么样的

unsigned int b=-10;
-10的原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
-10的反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
-10的补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

也就是说b里面的存储的内容会按照不同的解释方式而变化