C++中變量的類型與作用域?qū)W習(xí)教程
C++ 變量類型
變量其實(shí)只不過(guò)是程序可操作的存儲(chǔ)區(qū)的名稱。C++ 中每個(gè)變量都有指定的類型,類型決定了變量存儲(chǔ)的大小和布局,該范圍內(nèi)的值都可以存儲(chǔ)在內(nèi)存中,運(yùn)算符可應(yīng)用于變量上。
變量的名稱可以由字母、數(shù)字和下劃線字符組成。它必須以字母或下劃線開(kāi)頭。大寫(xiě)字母和小寫(xiě)字母是不同的,因?yàn)?C++ 是大小寫(xiě)敏感的。
基于前一章講解的基本類型,有以下幾種基本的變量類型,將在下面進(jìn)行講解:
類型 | |
---|---|
bool | 存儲(chǔ)值 true 或 false。 |
char | 通常是一個(gè)八位字節(jié)(一個(gè)字節(jié))。這是一個(gè)整數(shù)類型。 |
int | 對(duì)機(jī)器而言,整數(shù)的最自然的大小。 |
float | 單精度浮點(diǎn)值。 |
double | 雙精度浮點(diǎn)值。 |
void | 表示類型的缺失。 |
wchar_t | 寬字符類型。 |
C++ 也允許定義各種其他類型的變量,比如枚舉、指針、數(shù)組、引用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、類等等,這將會(huì)在后續(xù)的章節(jié)中進(jìn)行講解。
下面我們將講解如何定義、聲明和使用各種類型的變量。
C++ 中的變量定義
變量定義就是告訴編譯器在何處創(chuàng)建變量的存儲(chǔ),以及如何創(chuàng)建變量的存儲(chǔ)。變量定義指定一個(gè)數(shù)據(jù)類型,并包含了該類型的一個(gè)或多個(gè)變量的列表,如下所示:
type variable_list;
在這里,type 必須是一個(gè)有效的 C++ 數(shù)據(jù)類型,可以是 char、w_char、int、float、double、bool 或任何用戶自定義的對(duì)象,variable_list 可以由一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符名稱組成,多個(gè)標(biāo)識(shí)符之間用逗號(hào)分隔。下面列出幾個(gè)有效的聲明:
int i, j, k; char c, ch; float f, salary; double d;
行 int i, j, k; 聲明并定義了變量 i、j 和 k,這指示編譯器創(chuàng)建類型為 int 的名為 i、j、k 的變量。
變量可以在聲明的時(shí)候被初始化(指定一個(gè)初始值)。初始化器由一個(gè)等號(hào),后跟一個(gè)常量表達(dá)式組成,如下所示:
type variable_name = value;
下面列舉幾個(gè)實(shí)例:
extern int d = 3, f = 5; // d 和 f 的聲明 int d = 3, f = 5; // 定義并初始化 d 和 f byte z = 22; // 定義并初始化 z char x = 'x'; // 變量 x 的值為 'x'
不帶初始化的定義:帶有靜態(tài)存儲(chǔ)持續(xù)時(shí)間的變量會(huì)被隱式初始化為 NULL(所有字節(jié)的值都是 0),其他所有變量的初始值是未定義的。
C++ 中的變量聲明
變量聲明向編譯器保證變量以給定的類型和名稱存在,這樣編譯器在不需要知道變量完整細(xì)節(jié)的情況下也能繼續(xù)進(jìn)一步的編譯。變量聲明只在編譯時(shí)有它的意義,在程序連接時(shí)編譯器需要實(shí)際的變量聲明。
當(dāng)您使用多個(gè)文件且只在其中一個(gè)文件中定義變量時(shí)(定義變量的文件在程序連接時(shí)是可用的),變量聲明就顯得非常有用。您可以使用 extern 關(guān)鍵字在任何地方聲明一個(gè)變量。雖然您可以在 C++ 程序中多次聲明一個(gè)變量,但變量只能在某個(gè)文件、函數(shù)或代碼塊中被定義一次。
實(shí)例:
嘗試下面的實(shí)例,其中,變量在頭部就已經(jīng)被聲明,但它們是在主函數(shù)內(nèi)被定義和初始化的:
#include <iostream> using namespace std; // 變量聲明 extern int a, b; extern int c; extern float f; int main () { // 變量定義 int a, b; int c; float f; // 實(shí)際初始化 a = 10; b = 20; c = a + b; cout << c << endl ; f = 70.0/3.0; cout << f << endl ; return 0; }
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:
30 23.3333
同樣的,在函數(shù)聲明時(shí),提供一個(gè)函數(shù)名,而函數(shù)的實(shí)際定義則可以在任何地方進(jìn)行。例如:
// 函數(shù)聲明 int func(); int main() { // 函數(shù)調(diào)用 int i = func(); } // 函數(shù)定義 int func() { return 0; }
C++ 中的左值(Lvalues)和右值(Rvalues)
C++ 中有兩種類型的表達(dá)式:
左值(lvalue):指向內(nèi)存位置的表達(dá)式被稱為左值(lvalue)表達(dá)式。左值可以出現(xiàn)在賦值號(hào)的左邊或右邊。
右值(rvalue):術(shù)語(yǔ)右值(rvalue)指的是存儲(chǔ)在內(nèi)存中某些地址的數(shù)值。右值是不能對(duì)其進(jìn)行賦值的表達(dá)式,也就是說(shuō),右值可以出現(xiàn)在賦值號(hào)的右邊,但不能出現(xiàn)在賦值號(hào)的左邊。
變量是左值,因此可以出現(xiàn)在賦值號(hào)的左邊。數(shù)值型的字面值是右值,因此不能被賦值,不能出現(xiàn)在賦值號(hào)的左邊。下面是一個(gè)有效的語(yǔ)句:
int g = 20;
但是下面這個(gè)就不是一個(gè)有效的語(yǔ)句,會(huì)生成編譯時(shí)錯(cuò)誤:
10 = 20;
變量作用域
作用域是程序的一個(gè)區(qū)域,一般來(lái)說(shuō)有三個(gè)地方可以聲明變量:
- 在函數(shù)或一個(gè)代碼塊內(nèi)部聲明的變量,稱為局部變量。
- 在函數(shù)參數(shù)的定義中聲明的變量,稱為形式參數(shù)。
- 在所有函數(shù)外部聲明的變量,稱為全局變量。
- 我們將在后續(xù)的章節(jié)中學(xué)習(xí)什么是函數(shù)和參數(shù)。本章我們先來(lái)講解聲明是局部變量和全局變量。
局部變量
在函數(shù)或一個(gè)代碼塊內(nèi)部聲明的變量,稱為局部變量。它們只能被函數(shù)內(nèi)部或者代碼塊內(nèi)部的語(yǔ)句使用。下面的實(shí)例使用了局部變量:
#include <iostream> using namespace std; int main () { // 局部變量聲明 int a, b; int c; // 實(shí)際初始化 a = 10; b = 20; c = a + b; cout << c; return 0; }
全局變量
在所有函數(shù)外部定義的變量(通常是在程序的頭部),稱為全局變量。全局變量的值在程序的整個(gè)生命周期內(nèi)都是有效的。
全局變量可以被任何函數(shù)訪問(wèn)。也就是說(shuō),全局變量一旦聲明,在整個(gè)程序中都是可用的。下面的實(shí)例使用了全局變量和局部變量:
#include <iostream> using namespace std; // 全局變量聲明 int g; int main () { // 局部變量聲明 int a, b; // 實(shí)際初始化 a = 10; b = 20; g = a + b; cout << g; return 0; }
在程序中,局部變量和全局變量的名稱可以相同,但是在函數(shù)內(nèi),局部變量的值會(huì)覆蓋全局變量的值。下面是一個(gè)實(shí)例:
#include <iostream> using namespace std; // 全局變量聲明 int g = 20; int main () { // 局部變量聲明 int g = 10; cout << g; return 0; }
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:
初始化局部變量和全局變量
當(dāng)局部變量被定義時(shí),系統(tǒng)不會(huì)對(duì)其初始化,您必須自行對(duì)其初始化。定義全局變量時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)初始化為下列值:
數(shù)據(jù)類型 | 初始化默認(rèn)值 |
---|---|
int | 0 |
char | '\0' |
float | 0 |
double | 0 |
pointer | NULL |
正確地初始化變量是一個(gè)良好的編程習(xí)慣,否則有時(shí)候程序可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。
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