詳解C++編程中的變量相關(guān)知識
在程序運行期間其值可以改變的量稱為變量。一個變量應(yīng)該有一個名字,并在內(nèi)存中占據(jù)一定的存儲單元,在該存儲單元中存放變量的值。請注意區(qū)分變量名和變量值這兩個不同的概念,見圖
變量名規(guī)則
先介紹標(biāo)識符的概念。和其他高級語言一樣,用來標(biāo)識變量、符號常量、函數(shù)、數(shù)組、類型等實體名字的有效字符序列稱為標(biāo)識符(identifier)。簡單地說,標(biāo)識符就是一個名字。變量名是標(biāo)識符的一種,變量的名字必須遵循標(biāo)識符的命名規(guī)則。
C++規(guī)定標(biāo)識符只能由字母、數(shù)字和下劃線3種字符組成,且第一個字符必須為字母或下劃線。下面列出的是合法的標(biāo)識符,也是合法的變量名:
sum, average, total, day, month, Student_name, tan, BASIC, li_ling
下面是不合法的標(biāo)識符和變量名:
M.D.John, $123, #33, 3G64, Ling li, C++, Zhang-ling, U.S.A.
注意:在C++中,大寫字母和小寫字母被認(rèn)為是兩個不同的字符。因此,sum和SUM是兩個不同的變量名。一般地,變量名用小寫字母表示,與人們?nèi)粘A?xí)慣一致,以增加可讀性。應(yīng)注意變量名不能與C++的關(guān)鍵字、系統(tǒng)函數(shù)名和類名相同。在國外軟件開發(fā)工作中,常習(xí)慣在變量前面加一個字母以表示該變量的類型,如iCount表示這是一個整型變量,cSex表示這是一個字符型變量。
C++沒有規(guī)定標(biāo)識符的長度(字符個數(shù)),但各個具體的C編譯系統(tǒng)都有自己的規(guī)定。有的系統(tǒng)取32個字符,超過的字符不被識別。
定義變量
在C++語言中,要求對所有用到的變量作強制定義,也就是必須“先定義,后使用”,如例2.2和例2.3那樣。定義變量的一般形式是:
變量類型 變量名表列;
變量名表列指的是一個或多個變量名的序列。如:
float a,b,c,d,e;
float a=83.5, b, c=64.5, d=81.2, e; //對變量a,c,d指定了初值,b和d未指定初值
C語言要求變量的定義應(yīng)該放在所有的執(zhí)行語句之前,而C++則放松了限制,只要求在第一次使用該變量之前進(jìn)行定義即可。也就是說,它可以出現(xiàn)在語句的中間,如:
int a; //定義變量a(在使用a之前定義) a=3; //執(zhí)行語句,對a賦值 float b; //定義變量b(在使用b之前定義) b=4.67; //執(zhí)行語句,對b賦值 char c; //定義變量c(在使用c之前定義) c='A'; //執(zhí)行語句 ,對c賦值
C++要求對變量作強制定義的目的是:
1) 凡未被事先定義的,不作為變量名,這就能保證程序中變量名使用得正確。例如,如果在聲明部分寫了
int student;
而在執(zhí)行語句中錯寫成statent。如
statent=30;
在編譯時檢查出statent未經(jīng)定義,作為錯誤處理。輸出“變量statent未經(jīng)聲明”的信息,便于用戶發(fā)現(xiàn)錯誤,避免變量名使用時出錯。
2) 每一個變量被指定為一確定類型,在編譯時就能為其分配相應(yīng)的存儲單元。如指定a和b為int型,一般的編譯系統(tǒng)對其各分配4個字節(jié),并按整數(shù)方式存儲數(shù)據(jù)。
3) 指定每一變量屬于一個特定的類型,這就便于在編譯時,據(jù)此檢查該變量所進(jìn)行的運算是否合法。例如,整型變量a和b,可以進(jìn)行求余運算:
a%b
%是“求余”,得到a/b的余數(shù)。如果將a和b指定為實型變量,則不允許進(jìn)行“求余”運算,在編譯時會給出有關(guān)的出錯信息。
為變量賦初值
允許在定義變量時對它賦予一個初值,這稱為變量初始化。初值可以是常量,也可以是一個有確定值的表達(dá)式。如
float a, b=5.78*3.5, c=2*sin(2.0);
表示定義了a,b,c為單精度浮點型變量,對b初始化為5.78*3, 對c初始化為2*sin(2.0),在編譯連接后,從標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫得到正弦函數(shù)sin(2.0)的值,因此變量c有確定的初值。變量a未初始化。
如果對變量未賦初值,則該變量的初值是一個不可預(yù)測的值,即該存儲單元中當(dāng)時的內(nèi)容是不知道的。例如,若未對a和b賦值,執(zhí)行輸出語句
cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<endl;
輸出結(jié)果可能為
1.48544e-38 15 1.81858 (各次運行情況可能不同)
初始化不是在編譯階段完成的(只有在第4章中介紹的靜態(tài)存儲變量和外部變量的初始化是在編譯階段完成的),而是在程序運行時執(zhí)行本函數(shù)時賦予初值的,相當(dāng)于執(zhí)行一個賦值語句。例如:
int a=3;
相當(dāng)于以下兩個語句 :
int a; // 指定a為整型變量 a=3; // 賦值語句,將3賦給a
對多個變量賦予同一初值,必須分別指定,不能寫成
float a=b=c=4.5;
而應(yīng)寫成
float a=4.5, b=4.5, c=4.5;
或
float a, b, c=4.5; a=b=c;
C++常變量
在定義變量時,如果加上關(guān)鍵字const,則變量的值在程序運行期間不能改變,這種變量稱為常變量(constant variable)。例如:
const int a=3; //用const來聲明這種變量的值不能改變,指定其值始終為3
在定義常變量時必須同時對它初始化(即指定其值),此后它的值不能再改變。常變量不能出現(xiàn)在賦值號的左邊。例如上面一行不能寫成:
const int a; a=3; //常變量不能被賦值
可以用表達(dá)式對常變量初始化,如
const int b=3+6, c=3*cos(1.5); //b的值被指定為9,c的值被指定為3*cos(1.5)
但應(yīng)注意,由于使用了系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)cos,必須將包含該函數(shù)有關(guān)的信息的頭文件“cmath”(或math.h)包含到本程序單位中來,可以在本程序單位的開頭加上以下#include命令:
#include <cmath>
或
#include <math.h>變量的值應(yīng)該是可以變化的,怎么值是固定的量也稱變量呢?其實,從計算機實現(xiàn)的角度看,變量的特征是存在一個以變量名命名的存儲單元,在一般情況下,存儲單元中的內(nèi)容是可以變化的。對常變量來說,無非在此變量的基礎(chǔ)上加上一個限定:存儲單元中的值不允許變化。因此常變量又稱為只讀變量(read-only-variable)。請區(qū)別用#define命令定義的符號常量和用const定義的常變量。符號常量只是用一個符號代替一個字符串,在預(yù)編譯時把所有符號常量替換為所指定的字符串,它沒有類型,在內(nèi)存中并不存在以符號常量命名的存儲單元。而常變量具有變量的特征,它具有類型,在內(nèi)存中存在著以它命名的存儲單元,可以用sizeof運算符測出其長度。與一般變量惟一的不同是指定變量的值不能改變。用#define命令定義符號常量是C語言所采用的方法,C++把它保留下來是為了和C兼容。C++的程序員一般喜歡用const定義常變量。雖然二者實現(xiàn)的方法不同,但從使用的角度看,都可以認(rèn)為用了一個標(biāo)識符代表了一個常量。有些書上把用const定義的常變量也稱為定義常量,但讀者應(yīng)該了解它和符號常量的區(qū)別。
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