c语言关键字(持续更新)

目录

• auto（自动变量）
• register（寄存器）
• extern（声明）
• static
• c语言基本数据类型
• 变量名的命名规则
• sizeof
• signed、unsigned与整形在内存的存储
• if else

auto（自动变量）

注：局部变量，自动变量，临时变量，都是一样的，统称局部变量。

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c语言中auto关键字是用来修饰自动变量的，是C语言中应用最广泛的一种类型。
在程序内定义的局部变量，如果没有被声明为其他类型的局部变量都是自动变量。
可以得出结论:没有被auto修饰的局部变量都是自动变量。

//举例
#include 
auto int a = 0; //报错！全局变量不能被auto修饰
int main()
{
    for (int i = 0; i < 2; i++){
    printf("i=%dn", i);
    if(1)
   {
     auto int j = 0;  //自动变量
     printf("before: j=%dn", j);
     j += 1;
     printf("after : j=%dn", j);
   }
   return 0;
}

从运行结果可以看出：
(1)不管有没有被auto修饰的局部变量，都是自动变量！
(2)也就是说，如果i用auto修饰并且去掉j的auto都是没问题的。

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结论：
(1)一般在代码块定义的变量，即局部变量，默认都是auto修饰的，一般都是省略的
(2)该关键字已经很老，基本永不使用
(3)全局变量不是自动变量，也不能用auto修饰

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register（寄存器）

在电脑中CPU主要是负责进行计算的硬件单元，但是为了方便运算，一般第一步需要先把数据从内存读取到CPU内，

那么也就需要CPU具有一定的数据临时存储能力。注意：CPU并不是当前要计算了，才把特定数据读到CPU里面，那样太慢了。

所以现代CPU内，都集成了一组叫做寄存器的硬件，用来做临时数据的保存
距离CPU越近的存储硬件，速度越快

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寄存器的作用
本质上可以提高计算机计算的效率，因为省略了去内存读取数据这一步骤！

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register 修饰变量
建议：

1. 局部变量可以存储到寄存器中(全局会导致CPU寄存器被长时间占用)
2. 不会被写入内存的变量(写入就需要写回内存）
3. 高频被读取的(提高效率)
4. 现在的编译器，已经很智能了，能够进行比人更好的代码优化，不像早期编译器需要人为指定register，来进行手动优化。

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#include 
int main()
{
   register int a = 0; //a变量被存储到寄存器中
   int* p = &a; //报错
   return 0;
}

报错的原因是:a已经被存储到寄存器中，不能被写入内存，因为地址是内存相关的概念！

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extern（声明）

多文件

extern 声明变量
extern 声明函数
.c我们称之为源文件，一般包含函数实现，变量定义等
.h我们称之为头文件，一般包含函数声明，变量声明，宏定义，头文件等内容

//test.h
#pragma once //防止头文件被包含
#include  //c语言里面的头文件

extern int a; //声明变量，必须带上extern

extern void show(int n); //声明函数，建议带上extern

#define N 10 //宏定义

//main.c
#include "test.h" //""包含头文件，意思是包含自定义头文件

int main()
{
   show(200); //调用函数
   peintf("%dn",a); //输出变量
   return 0;
}

//test.c
#include "test.h" //意思跟上面一样

int a = 100; //对变量初始化

void show(int n) //函数的实现
{
   printf("hello %d worldn"，n);
}

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为什么要声明头文件(.h)
结论：因为组织项目结构的时候，减少大型项目维护的成本！

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为什么头文件里要带上#pragma once？
结论：防止头文件被重复包含，导致程序运行效率变慢。

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为什么变量声明必须带上extern？
结论：因为变量未初始化的时候，编译器会默认初始化为随机值或0。
注:声明变量是不需要开辟空间的，而定义变量并赋值是需要开辟空间的。

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结论：
1.全局变量，是可以跨文件，被访问的。
2.全局函数，是可以跨文件，被访问的。
3. 所有变量声明必须带上extern
3.所有声明变量都不能初始化。
4.函数传参跨文件使用，建议在头文件声明函数和实现函数里写上参数。

注：在主函数外面定义或声明的都是全局变量。

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static

想要了解static关键字的用法，请先移步到作用域和生命周期的文章c语言初识

static的作用
1.static修饰局部变量
局部变量生命周期变成全局变量生命周期，作用域不变。
2.static修饰全局变量
全局变量只能在本文件内使用。
3.static修饰函数
函数只能在本文件内使用，不能跨文件被访问（外部链接失效）。
注：static修饰全局变量影响的是作用域的概念，函数类似，生命周期不变。

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static修饰局部变量

#include 

void test1()
{
   int a = 0; //局部变量
   a++;
 printf("No static = %d  ",a);
}

void test2()
{
   static a = 0; //static修饰的局部变量
   a++;
   printf("Yes static = %d  ",a);
}
int main()
{
   int i = 0;
   for(i = 0; i < 10; i++)
   {
      test1();
      putchar('n');
      test2();
   }
   return 0
   }

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static修饰局部变量结论：

1. 在函数体内定义局部变量具有临时性，函数结束，局部变量自动被释放。
2. 被static修饰后的局部变量，被存储到静态区。
3. 被static修饰的局部变量，具有全局生命周期性，出了代码块不会被释放，作用域不变，只能在代码块里定义的区域使用。

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static修饰全局变量

//test.h
#include 
extern int a;
void fun(int num);
fun1();

//main.c
#include "test.h"
int main()
{
   printf("%dn",a); //报错，不能被外部文件直接访问
   fun(100); //报错，不能被外部文件直接访问
   fun1(); //通过间接访问的方式访问文件
   return 0;
}

//test.c
#include "test.h"
static int a = 200; //static修饰全局变量
static void fun(int num) //static修饰函数
{
   printf("%dn",num);
}
void fun1()
{
  fun(50);
}

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全局变量可以跨文件使用吗？
可以！
函数可以跨文件使用吗？
可以！

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结论：

1. static修饰全局变量，该变量只能在本文件内使用，不能被外部其他文件直接访问。
2. static修饰函数，该函数只能在本文件内使用，不能被外部其他文件直接访问。
3. 可以通过间接访问的方式访问文件内部的变量和函数。

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c语言基本数据类型

c语言内置类型如图所示：

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c语言内置类型的本质是什么？
本质：在内存中开辟空间，用来存放数据。
但是定义一个变量，是需要类型的。那么，类型决定了：变量开辟空间的大小。

c语言类型	32位系统(字节)	64位系统(字节)
char	1	1
short	2	2
int	4	4
long int	4	4
long long int	8	8
float	4	4
double	8	8
指针	4	8

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为什么要根据类型开辟空间?

1. 因为开辟空间没有类型的话，就会造成不必要的浪费
2. 一个工程里，都不是一个程序在运行，还有很多其他程序也在运行。如果我把空间一次性开辟完，其他程序就会没有空间存放数据了。
3. 满足不同的计算场景。

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最后如果有人还没没听懂的话，举个例子:
比如你跟朋友一起吃蛋糕，不是你自己一个人吃全部蛋糕，还有其他人在呢!另外，你自己吃整个蛋糕，一定能吃完吗？吃不完，就会造成浪费!所以说，要合理的分配蛋糕，不要贪吃。

注：蛋糕就是内存

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变量名的命名规则

1. 命名应当直观且可拼读，便于记忆与阅读。标识符采用英文单词或其组合，不允许使用拼音。
2. 命名的长度合应符合：
   “minlength&&max+information”
   (最短长度，最大信息)
3. 避免名字中出现数字编号，如a1,a2等。除非是逻辑上或驱动开发时需要。
4. 程序中不得出现仅靠大小写区分的相似标识符。 例如：(int x and int X)
5. 要特别注意1和l这一对的区别，还有0和o的区别，很多人容易搞混。
6. 所有宏定义，枚举常量，标识符全都用大写英文命名，用下划线分割。
7. 命名规范：英文字母（a-z，A-Z）,数字（0-9）,中间连接可用下划线（_)。

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sizeof

有什么用?
sizeof是计算变量在内存中开辟空间的大小（单位：字节（byte））。

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是函数吗？
sizeof是关键字不是函数。

//举例
#include 
int main()
{
   int a;
   printf("%dn"sizeof(int)); //4
   printf("%dn"sizeof(a));  //4
   printf("%dn"sizeof int); //报错
   printf("%dn"sizeof a); //4 
   //除了一个报错其他可以运行
   return 0;
}

结论：

1. sizeof如果是函数的话sizeof a 就会报错，函数调用必须带括号。
2. sizeof int报错原因是：不能同时存在二个关键字。

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如何使用？

1. sizeof在计算时，可是省略括号，但是括号内是数据类型就必须带上.
2. sizeof在计算时，括号里面的变量最好不要进行运算，因为结果都是原来的值.

//举例
#include 
int main()
{
   int a = 0;
   printf("%dn", sizeof(a++)); //结果还是四个字节
   return 0;
}

4. sizeof是在编译时求值，括号内进行运算是无效的.

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signed、unsigned与整形在内存的存储

有符号类型 vs 无符号类型

有符号类型	取值范围(32位平台)	无符号类型	取值范围(32位平台)
signed char	[-128，127]	unsigned char	[0,255]
signed short	[-32768，32767]	unsigned short	[0，65535]
signed int	[-2147483648，2147483647]	unsigned int	[0，4294967295]
signed long	[-2147483648，2147483647]	unsigned long	[0，4294967295]

通用有符号类型取值范围公式：[-2^n-1，2^n-1-1]
通用无符号类型取值范围公式：[0，2ⁿ-1]
注：n为比特位（bit）
=>>1字节（byte）== 8比特位（bit）

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原反补码
计算机中的有符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。
原码：将十进制按照正负数的形式翻译成二进制。
反码：原码的基础上，符号位（第一位）不变，其余依次按位取反。
补码：反码的基础上+1。
如果一个数据是正数，那么它的原反补都相同！

//举例
#include 
int main()
{
   int a = 10; 
//原反补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 =>10的二进制
   printf("a=%dn", a);  //10
   unsigned int b = 10;
//原反补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 =>10的二进制
   printf("b=%un", b); //无符号类型输出 ==>10
   int c = -1;
//原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 =>符号位不变，其余取反
//补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 =>反码+1
   printf("c=%dn", c); //-1
   unsigned int d = -10;
//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
   printf("d(u)=%un", d); //4294967286
   printf("d(d)=%dn", d); //-10
   return 0;
}

为什么无符号输出unsigned int = -10的值等于429496…呢？

1. 内存中开辟的空间里面存储的是-1的补码
2. 无符号输出原反补码相等，不用转换为原码打印

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为什么无符号类型可以存储负数？

1. 内存中开辟的空间是用来存储数据的不管是正负数都可以存储，不要被类型给迷惑了
2. 但是输出看类型！

注：

1. 原码是十进制转二进制的概念
2. 二进制第一位是符号位==>0表示“正”，1表示“负”
3. 无符号数：不需要转化，也不需要符号位，原反补相同
   对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码

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补码转原码的方法：

1. 补码-1，符号位不变，其余按位取反
2. 原码到补码过程再实现一遍

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十进制二进制快速转化

口诀：1后面跟n个0，就是2的n次方
例如：int a = 100;
二进制：2⁶+2⁵+2²
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0100 ==>100
二进制快速转十进制也可以反过来用。
你学会了吗?

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大小端
大端：高字节序存储到高权值位，低字节序存储到低权值位
小端：低字节序存储到高权值位，高字节序存储到低权值位

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深入理解变量内容的存入和取出

//举例
#include 
int main()
{
   signed int a = -1;
   unsigned int b = -1; //会报错吗？
   //运行没有报错
   return 0;
}

结论

1. 存：字面数据必须先转成补码，在放入空间当中。所以,所谓符号位，完全看数据本身是否携带±号。和变量是否有符号无关！
2. 取：取数据一定要先看变量本身类型，然后才决定要不要看最高符号位。如果不需要，直接二进制转成十进制。如果需要，则需要转成原码，然后才能识别。(当然，最高符号位在哪里，又要明确大小端)

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如何理解signed char = -128？
signed char 在内存中的分布

-128?
从补码的意义上去理解
256-128=128
所以，256+（-128）的补码=128
所以，（-128）的补码=256-128 =128
数学上，128 = 1000 0000
故而规定：-128的补码为 1000 0000

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if else