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C语言作用域与数组详解

news 2025/10/1 12:55:51

作用域

作用域是程序中的一个区域，在该区域内定义的变量可以被访问，超出该区域则无法访问。在C语言中，变量可以在三个地方声明：

1. 局部变量

在函数或块内部声明的变量称为局部变量。

特点：

只能被该函数或代码块中的语句使用
在函数外部不可见
生命周期仅限于函数执行期间

示例：

#include <stdio.h>int main() {/* 局部变量声明 */int a, b;int c;/* 实际初始化 */a = 10;b = 20;c = a + b;printf("value of a = %d, b = %d and c = %d\n", a, b, c);return 0;
}

2. 全局变量

在所有函数外部定义的变量称为全局变量。

特点：

在程序的整个生命周期中都保留其值
可以被程序中的任何函数访问
在声明之后，在整个程序中可用

示例：

#include <stdio.h>/* 全局变量声明 */
int g;int main() {/* 局部变量声明 */int a, b;/* 实际初始化 */a = 10;b = 20;g = a + b;printf("value of a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g);return 0;
}

3. 形式参数

函数参数定义中的变量称为形式参数。

特点：

在函数中被视为局部变量
优先于全局变量

示例：

#include <stdio.h>/* 全局变量声明 */
int a = 20;int main() {/* main函数中的局部变量声明 */int a = 10;int b = 20;int c = 0;printf("value of a in main() = %d\n", a);c = sum(a, b);printf("value of c in main() = %d\n", c);return 0;
}/* 相加两个整数的函数 */
int sum(int a, int b) {printf("value of a in sum() = %d\n", a);printf("value of b in sum() = %d\n", b);return a + b;
}

作用域优先级规则

当局部变量和全局变量同名时：

局部变量优先于全局变量
形式参数优先于全局变量

示例：

#include <stdio.h>/* 全局变量声明 */
int g = 20;int main() {/* 局部变量声明 */int g = 10;printf("value of g = %d\n", g);  // 输出10，局部变量优先return 0;
}

变量初始化

局部变量：

系统不会自动初始化
必须手动初始化，否则包含垃圾值

全局变量：

系统自动初始化
初始化规则：
- int 类型初始化为 0
- char 类型初始化为 '\0'
- float 类型初始化为 0
- double 类型初始化为 0
- 指针类型初始化为 NULL

良好实践： 总是初始化变量，避免不可预知的结果。

数组

数组是一种数据结构，可以存储相同类型元素的固定大小顺序集合。

1. 数组声明

语法：

type arrayName[arraySize];

示例：

double balance[10];  // 声明一个包含10个double类型元素的数组

2. 数组初始化

方式1：声明时初始化

double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

方式2：省略大小（自动计算）

double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

方式3：单独赋值

balance[4] = 50.0;  // 为第5个元素赋值

数组索引：

第一个元素索引为0（基索引）
最后一个元素索引为数组大小减1

3. 访问数组元素

示例：

#include <stdio.h>int main() {int n[10];  // n是包含10个整数的数组int i, j;/* 初始化数组元素为0 */         for(i = 0; i < 10; i++) {n[i] = i + 100;  // 设置位置i的元素为i + 100}/* 输出每个数组元素的值 */for(j = 0; j < 10; j++) {printf("Element[%d] = %d\n", j, n[j]);}return 0;
}

4. 多维数组

C语言支持多维数组，最常见的是二维数组。

声明语法：

type arrayName[x][y];  // 二维数组
type arrayName[x][y][z];  // 三维数组

二维数组初始化：

// 方式1：明确分行初始化
int a[3][4] = {  {0, 1, 2, 3},   // 第0行的初始化{4, 5, 6, 7},   // 第1行的初始化{8, 9, 10, 11}  // 第2行的初始化
};// 方式2：连续初始化
int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

访问二维数组元素：

int val = a[2][3];  // 获取第3行第4列的元素

二维数组示例：

#include <stdio.h>int main() {/* 一个5行2列的数组 */int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6}, {4,8} };int i, j;/* 输出每个数组元素的值 */for(i = 0; i < 5; i++) {for(j = 0; j < 2; j++) {printf("a[%d][%d] = %d\n", i, j, a[i][j]);}}return 0;
}

5. 数组作为函数参数

三种声明方式：

方式1：指针作为形式参数

void myFunction(int *param) {// 函数体
}

方式2：指定数组大小

void myFunction(int param[10]) {// 函数体
}

方式3：不指定数组大小

void myFunction(int param[]) {// 函数体
}

实际示例：

#include <stdio.h>/* 函数声明 */
double getAverage(int arr[], int size);int main() {/* 包含5个元素的int数组 */int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};double avg;/* 传递数组指针作为参数 */avg = getAverage(balance, 5);/* 输出返回值 */printf("Average value is: %f\n", avg);return 0;
}/* 计算平均值的函数 */
double getAverage(int arr[], int size) {int i;double avg;double sum = 0;for(i = 0; i < size; ++i) {sum += arr[i];}avg = sum / size;return avg;
}

6. 从函数返回数组

C语言不允许直接返回整个数组，但可以返回指向数组的指针。

重要注意事项：

不能返回局部变量的地址
必须将局部变量声明为static

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>/* 生成并返回随机数的函数 */
int *getRandom() {static int r[10];int i;/* 设置种子 */srand((unsigned)time(NULL));for(i = 0; i < 10; ++i) {r[i] = rand();printf("r[%d] = %d\n", i, r[i]);}return r;
}/* 主函数 */
int main() {int *p;  // 指向int的指针int i;p = getRandom();for(i = 0; i < 10; i++) {printf("*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));}return 0;
}

7. 指向数组的指针

数组名是指向数组第一个元素的常量指针。

重要概念：

balance 指向 &balance[0]
*(balance + 4) 等同于 balance[4]

示例：

#include <stdio.h>int main() {/* 包含5个元素的数组 */double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};double *p;int i;p = balance;  // p指向数组的第一个元素/* 使用指针输出数组元素的值 */printf("Array values using pointer\n");for(i = 0; i < 5; i++) {printf("*(p + %d) : %f\n", i, *(p + i));}/* 使用数组名作为地址输出数组元素的值 */printf("Array values using balance as address\n");for(i = 0; i < 5; i++) {printf("*(balance + %d) : %f\n", i, *(balance + i));}return 0;
}