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【C语言】块级变量

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发表于 2024-4-25 23:04:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
所谓代码块,就是由{ }包围起来的代码。代码块在C语言中随处可见,例如函数体、选择结构、循环结构等。不包含代码块的C语言程序根本不能运行,即使最简单的C语言程序也要包含代码块。
C语言允许在代码块内部定义变量,这样的变量具有块级作用域;换句话说,在代码块内部定义的变量只能在代码块内部使用,出了代码块就无效了。
【实例1】定义一个函数 gcd(),求两个整数的最大公约数。
1. #include <stdio.h>
2.  
3. //函数声明
4. int gcd(int a, int b);  //也可以写作 int gcd(int, int);
5.  
6. int main(){
7.     printf("The greatest common divisor is %d\n", gcd(100, 60));
8.     return 0;
9. }
10.
11.//函数定义
12.int gcd(int a, int b){
13.    //若a<b,那么交换两变量的值
14.    if(a < b){
15.        int temp1 = a;  //块级变量
16.        a = b;
17.        b = temp1;
18.    }
19.   
20.    //求最大公约数
21.    while(b!=0){
22.        int temp2 = b;  //块级变量
23.        b = a % b;
24.        a = temp2;
25.    }
26.   
27.    return a;
28.}
运行结果:
The greatest common divisor is 20
读者暂时不用理解 gcd() 函数的思路,只需要关注 temp1 和 temp2 这两个变量,它们都是在代码块内部定义的块级变量,temp1 的作用域是 if 内部,temp2的作用域是 while 内部。
for 循环条件里面定义变量
遵循C99 标准的编译器允许在 for 循环条件里面定义新变量,这样的变量也是块级变量,它的作用域仅限于 for 循环内部。例如,计算从 m 累加到 n 的和:
1. #include <stdio.h>
2.  
3. int sum(int m, int n);
4.  
5. int main(){
6.     printf("The sum from 1 to 100 is %d\n", sum(1, 100));
7.     return 0;
8. }
9.  
10.int sum(int m, int n){
11.    int sum = 0;
12.    for(int i=m; i<=n; i++){  //i是块级变量
13.        sum += i;
14.    }
15.    return sum;
16.}
变量 i 定义在循环条件里面,所以是一个块级变量,它的作用域就是当前 for 循环,出了 for 循环就无效了。
如果一个变量只在 for 循环内部使用,就可以将它定义在循环条件里面,这样做可以避免在函数开头定义过多的变量,使得代码结构更加清晰,所以我鼓励大家这样做,当然,前提是你的编译器支持。
【实例2】定义一个函数 strchar(),查看给定的字符是否位于某个字符串中。
1. #include <stdio.h>
2. #include <string.h>
3.  
4. int strchar(char *str, char c);
5.  
6. int main(){
7.     char url[] = "http://c.biancheng.net";
8.     char letter = 'c';
9.     if(strchar(url, letter) >= 0){
10.        printf("The letter is in the string.\n");
11.    }else{
12.        printf("The letter is not in the string.\n");
13.    }
14.    return 0;
15.}
16.
17.int strchar(char *str, char c){
18.    for(int i=0,len=strlen(str); i<len; i++){  //i和len都是块级变量
19.        if(str == c){
20.            return i;
21.        }
22.    }
23.   
24.    return -1;
25.}
循环条件里面可以定义一个或者多个变量,这段代码我们就定义了两个变量,分别是 i 和 len,它们都是块级变量,作用域都是当前 for 循环。
单独的代码块
C语言还允许出现单独的代码块,它也是一个作用域。请看下面的代码:
1. #include <stdio.h>
2. int main(){
3.     int n = 22;  //编号①
4.     //由{ }包围的代码块
5.     {
6.         int n = 40;  //编号②
7.         printf("block n: %d\n", n);
8.     }
9.     printf("main n: %d\n", n);
10.   
11.    return 0;
12.}
运行结果:
block n: 40
main n: 22
这里有两个 n,它们位于不同的作用域,不会产生命名冲突。{ } 的作用域比 main() 更小,{} 内部的 printf() 使用的是编号为②的 n,main() 内部的 printf() 使用的是编号为①的 n。
再谈作用域
每个C语言程序都包含了多个作用域,不同的作用域中可以出现同名的变量,C语言会按照从小到大的顺序、一层一层地去父级作用域中查找变量,如果在最顶层的全局作用域中还未找到这个变量,那么就会报错。
下面我们通过具体的代码来演示:
1. #include <stdio.h>
2.  
3. int m = 13;
4. int n = 10;
5.  
6. void func1(){
7.     int n = 20;
8.     {
9.         int n = 822;
10.        printf("block1 n: %d\n", n);
11.    }
12.    printf("func1 n: %d\n", n);
13.}
14.
15.void func2(int n){
16.    for(int i=0; i<10; i++){
17.        if(i % 5 == 0){
18.            printf("if m: %d\n", m);
19.        }else{
20.            int n = i % 4;
21.            if(n<2 && n>0){
22.                printf("else m: %d\n", m);
23.            }
24.        }
25.    }
26.    printf("func2 n: %d\n", n);
27.}
28.
29.void func3(){
30.    printf("func3 n: %d\n", n);
31.}
32.
33.int main(){
34.    int n = 30;
35.    func1();
36.    func2(n);
37.    func3();
38.    printf("main n: %d\n", n);
39.   
40.    return 0;
41.}
下图展示了这段代码的作用域:

蓝色表示作用域的名称,红色表示作用域中的变量,global 表示全局作用域。在灰色背景的作用域中,我们使用到了 m 变量,而该变量位于全局作用域中,所以得穿越好几层作用域才能找到 m。

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