C語言筆記 06_作用域&陣列

作用域

任何一種編程中，作用域是程式中定義的變數所存在的區域，超過該區域變數就不能被訪問，C 語言中有三個地方可以宣告變數：

1. 在函式或塊內部的區域變數
2. 在所有函式外部的全域變數
3. 在形式引數的函式引數定義中

區域變數

在某個函式或塊的內部宣告的變數稱為區域變數，它們只能被該函式或該代碼塊內部的陳述句使用，區域變數在函式外部是不可知的，

全域變數

全域變數是定義在函式外部，通常是在程式的頂部，全域變數在整個程式生命周期內都是有效的，在任意的函式內部能訪問全域變數，

全域變數可以被任何函式訪問，也就是說，全域變數在宣告后整個程式中都是可用的，

在程式中，區域變數和全域變數的名稱可以相同，但是在函式內，如果兩個名字相同，會使用區域變數值，全域變數不會被使用，

形式引數

函式的引數，形式引數，被當作該函式內的區域變數，如果與全域變數同名它們會優先使用，

全域變數與區域變數在記憶體中的區別：

• 全域變數保存在記憶體的全域存盤區中，占用靜態的存盤單元；
• 區域變數保存在堆疊中，只有在所在函式被呼叫時才動態地為變數分配存盤單元，

更多內容可參考：C/C++ 中 static 的用法全域變數與區域變數

初始化區域變數和全域變數

當區域變數被定義時，系統不會對其初始化，您必須自行對其初始化，定義全域變數時，系統會自動對其初始化，如下所示：

正確地初始化變數是一個良好的編程習慣，否則有時候程式可能會產生意想不到的結果，因為未初始化的變數會導致一些在記憶體位置中已經可用的垃圾值，

陣列

C 語言支持陣列資料結構，它可以存盤一個固定大小的相同型別元素的順序集合，陣列是用來存盤一系列資料，但它往往被認為是一系列相同型別的變數，陣列中的特定元素可以通過索引訪問，

所有的陣列都是由連續的記憶體位置組成，最低的地址對應第一個元素，最高的地址對應最后一個元素，

宣告陣列

在 C 中要宣告一個陣列，需要指定元素的型別和元素的數量，如下所示：

type arrayName [ arraySize ];

這叫做一維陣列，arraySize 必須是一個大于零的整數常量，type 可以是任意有效的 C 資料型別，例如，要宣告一個型別為 double 的包含 10 個元素的陣列 balance，宣告陳述句如下：

double balance[10];

現在 balance 是一個可用的陣列，可以容納 10 個型別為 double 的數字，

初始化陣列

在 C 中，您可以逐個初始化陣列，也可以使用一個初始化陳述句，如下所示：

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

大括號 { } 之間的值的數目不能大于我們在陣列宣告時在方括號 [ ] 中指定的元素數目，

如果您省略掉了陣列的大小，陣列的大小則為初始化時元素的個數，因此，如果：

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

您將創建一個陣列，它與前一個實體中所創建的陣列是完全相同的，下面是一個為陣列中某個元素賦值的實體：

balance[4] = 50.0;

上述的陳述句把陣列中第五個元素的值賦為 50.0，所有的陣列都是以 0 作為它們第一個元素的索引，也被稱為基索引，陣列的最后一個索引是陣列的總大小減去 1，

訪問陣列元素

陣列元素可以通過陣列名稱加索引進行訪問，元素的索引是放在方括號內，跟在陣列名稱的后邊，

C 中陣列詳解

在 C 中，陣列是非常重要的，我們需要了解更多有關陣列的細節，下面列出了 C 程式員必須清楚的一些與陣列相關的重要概念：

多維陣列

多維陣列宣告的一般形式如下：

type name[size1][size2]...[sizeN];

例如，下面的宣告創建了一個三維 5 . 10 . 4 整型陣列：

int threedim[5][10][4];

二維陣列

一個二維陣列，在本質上，是一個一維陣列的串列，宣告一個 x 行 y 列的二維整型陣列，形式如下：

type arrayName [ x ][ y ];

一個二維陣列可以被認為是一個帶有 x 行和 y 列的表格，下面是一個二維陣列，包含 3 行和 4 列：

int x[3][4];

初始化二維陣列

多維陣列可以通過在括號內為每行指定值來進行初始化，下面是一個帶有 3 行 4 列的陣列，

int a[3][4] = {  
 {0, 1, 2, 3} ,   /*  初始化索引號為 0 的行 */
 {4, 5, 6, 7} ,   /*  初始化索引號為 1 的行 */
 {8, 9, 10, 11}   /*  初始化索引號為 2 的行 */
};

內部嵌套的括號是可選的，下面的初始化與上面是等同的：

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

訪問二維陣列元素

二維陣列中的元素是通過使用下標（即陣列的行索引和列索引）來訪問的，例如：

int val = a[2][3];

上面的陳述句將獲取陣列中第 3 行第 4 個元素，

下面的程式，我們將使用嵌套回圈來處理二維陣列：

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 一個帶有 5 行 2 列的陣列 */
   int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};
   int i, j;
 
   /* 輸出陣列中每個元素的值 */
   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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

a[0][0] = 0
a[0][1] = 0
a[1][0] = 1
a[1][1] = 2
a[2][0] = 2
a[2][1] = 4
a[3][0] = 3
a[3][1] = 6
a[4][0] = 4
a[4][1] = 8

傳遞陣列給函式

如果您想要在函式中傳遞一個一維陣列作為引數，您必須以下面三種方式來宣告函式形式引數，這三種宣告方式的結果是一樣的，因為每種方式都會告訴編譯器將要接收一個整型指標，同樣地，您也可以傳遞一個多維陣列作為形式引數，

方式 1

形式引數是一個指標：

void myFunction(int *param)
{

}

方式 2

形式引數是一個已定義大小的陣列：

void myFunction(int param[10])
{

}

方式 3

形式引數是一個未定義大小的陣列：

void myFunction(int param[])
{

}

就函式而言，陣列的長度是無關緊要的，因為 C 不會對形式引數執行邊界檢查，

從函式回傳陣列

C 語言不允許回傳一個完整的陣列作為函式的引數，但是，您可以通過指定不帶索引的陣列名來回傳一個指向陣列的指標，可以先跳過本章，等了解了 C 指標的概念之后，再來學習這里的內容，

如果您想要從函式回傳一個一維陣列，您必須宣告一個回傳指標的函式，如下：

int * myFunction()
{

}

另外，C 不支持在函式外回傳區域變數的地址，除非定義區域變數為 static 變數，

下面的函式，它會生成 10 個亂數，并使用陣列來回傳它們，請注意其中包含了標準庫的函式，具體如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
 
/* 要生成和回傳亂數的函式 */
int * getRandom( )
{
  static int  r[10];
  int i;
 
  /* 設定種子 */
  srand( (unsigned)time( NULL ) );
  for ( i = 0; i < 10; ++i)
  {
     r[i] = rand();
     printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]);
 
  }
 
  return r;
}
 
/* 要呼叫上面定義函式的主函式 */
int main ()
{
   /* 一個指向整數的指標 */
   int *p;
   int i;
 
   p = getRandom();
   for ( i = 0; i < 10; i++ )
   {
       printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));
   }
 
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

r[0] = 313959809
r[1] = 1759055877
r[2] = 1113101911
r[3] = 2133832223
r[4] = 2073354073
r[5] = 167288147
r[6] = 1827471542
r[7] = 834791014
r[8] = 1901409888
r[9] = 1990469526
*(p + 0) : 313959809
*(p + 1) : 1759055877
*(p + 2) : 1113101911
*(p + 3) : 2133832223
*(p + 4) : 2073354073
*(p + 5) : 167288147
*(p + 6) : 1827471542
*(p + 7) : 834791014
*(p + 8) : 1901409888
*(p + 9) : 1990469526

指向陣列的指標

可以先了解了 C 指標的概念之后，再來學習本章的內容，

陣列名是一個指向陣列中第一個元素的常量指標，因此，在下面的宣告中：

double balance[50];

balance 是一個指向 &balance[0] 的指標，即陣列 balance 的第一個元素的地址，因此，下面的程式片段把 p 賦值為 balance 的第一個元素的地址：

double *p;
double balance[10];

p = balance;

使用陣列名作為常量指標是合法的，反之亦然，因此，*(balance + 4) 是一種訪問 balance[4] 資料的合法方式，

一旦您把第一個元素的地址存盤在 p 中，您就可以使用 p、(p+1)、*(p+2) 等來訪問陣列元素，下面的實體演示了上面討論到的這些概念：

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 帶有 5 個元素的整型陣列 */
   double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
   double *p;
   int i;
 
   p = balance;
 
   /* 輸出陣列中每個元素的值 */
   printf( "使用指標的陣列值\n");
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
       printf("*(p + %d) : %f\n",  i, *(p + i) );
   }
 
   printf( "使用 balance 作為地址的陣列值\n");
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
       printf("*(balance + %d) : %f\n",  i, *(balance + i) );
   }
 
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

使用指標的陣列值
*(p + 0) : 1000.000000
*(p + 1) : 2.000000
*(p + 2) : 3.400000
*(p + 3) : 17.000000
*(p + 4) : 50.000000
使用 balance 作為地址的陣列值
*(balance + 0) : 1000.000000
*(balance + 1) : 2.000000
*(balance + 2) : 3.400000
*(balance + 3) : 17.000000
*(balance + 4) : 50.000000

在上面的實體中，p 是一個指向 double 型的指標，這意味著它可以存盤一個 double 型別的變數，一旦我們有了 p 中的地址，*p 將給出存盤在 p 中相應地址的值，

參考自：https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html

標籤：C

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