【C语言】关键字

作者：@平凡的人1

专栏：《C语言从0到1》

一句话：凡是过往，皆为序章

说明: 过去无可挽回， 未来可以改变

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了解关键字分类

C语言一共多少个关键字呢？

一般的书上，都是32个(包括本书),但是这个都是 C90(C89) 的标准。其实 C99 后又新增了5个关键字。

不过，目前主流的编译器，对 C99 支持的并不好，我们后面默认情况，使用 C90 ，即认为32个

关键字及其说明

1. auto

   声明自动变量

2. short

   声明短整型变量或函数

3. int

   声明整型变量或函数

4. long

   声明长整型变量或函数

5. float

   声明浮点型变量或函数

6. double

   声明双精度变量或函数

7. char

   声明字符型变量或函数

8. struct

   声明结构体变量或函数

9. union

   声明共用数据类型

10. enum

    声明枚举类型

11. typedef

    用以给数据类型取别名

12. const

    声明只读变量

13. unsigned

    声明无符号类型变量或函数

14. signed

    声明有符号类型变量或函数

15. extern

    声明变量是在其他文件正声明

16. register

    声明寄存器变量

17. static

    声明静态变量

18. volatile

    说明变量在程序执行中可被隐含地改变

19. void

    声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针

20. if

    条件语句

21. else

    条件语句否定分支（与 if 连用）

22. switch

    用于开关语句

23. case

    开关语句分支

24. for

    一种循环语句

25. do

    循环语句的循环体

26. while

    循环语句的循环条件

27. goto

    无条件跳转语句

28. continue

    结束当前循环，开始下一轮循环

29. break

    跳出当前循环

30. default

    开关语句中的“其他”分支

31. sizeof

    计算数据类型长度

32. return

    子程序返回语句（可以带参数，也可不带参数）循环条件

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理解变量、定义与声明

问题一：什么是变量

在内存中开辟特定大小的空间，用来保存数据

关键字：内存

问题二：如何定义变量(怎么用)

int a = 10；

char b = ‘a’;

double c = 3.14;

类型 变量名 = 默认值

问题三：为什么要定义变量(为什么)

计算机是为了解决人计算能力不足的问题而诞生的。即，计算机是为了进行计算的。

而计算，就需要数据。

而要计算，任何一个时刻，不是所有的数据都要立马被计算。

如同：要吃饭，不是所有的饭菜都要立马被你吃掉。饭要一口一口吃，那么你还没有吃到的饭菜，就需要暂时放在盘子里。

这里的盘子，就如同变量，饭菜如同变量里面的数据。

换句话说，为何需要变量？因为有数据需要暂时被保存起来，等待后续处理。

那么，为什么吃饭要盘子？我想吃一口菜了，直接去锅里找不行吗？当然行，但是效率低。

因为我们吃饭的地方，和做饭的地方，是比较"远"的

变量定义的本质

我们现在已知：

1. 程序运行，需要加载到内存中

2. 程序计算，需要使用变量

那么,定义变量的本质：

在内存中开辟一块空间，用来保存数据。(为何一定是内存：因为定义变量，也是程序逻辑的一部 分，程序已经加载到内存)

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三个关键字

最宽宏大量的关键字- auto

由于介绍auto涉及到变量，所以我们想从变量这个地方开始说起

变量的分类——补充内容

//局部变量：包含在代码块中的变量叫做局部变量。局部变量具有临时性。进入代码块，自动形成局部变量，退出代码块自动 释放。[网上很多说函数中的变量是局部变量，不能说错，但说法是不准确的] 
//全局变量：在所有函数外定义的变量，叫做全局变量。全局变量具有全局性。 
//代码块：用{}括起来的区域，就叫做代码块 
#include <stdio.h> 
#include <windows.h> 
int g_x = 100; //全局变量 
int main() 
{
     
    int x = 10; //局部变量，main函数也是函数，也有代码块{} 
    printf("x:%d\n", x); 
    system("pause"); 
    return 0; 
}

变量的作用域—— 补充内容

//作用域概念：指的是该变量的可以被正常访问的代码区域 
#include <stdio.h> 
#include <windows.h> 
int main() 
{
     
    int x = 10; 
    if (x == 10)
    {
     
        int y = 20; 
        printf("局部: x: %d, y: %d\n", x, y);//y只能在本代码块内有效 
    }
    printf("局部: x: %d, y: %d\n", x, y); //报错，y不能被访问 
    system("pause");
    return 0;
}
//局部变量：只在本代码块内有效 //例子同上 
//全局变量：整个程序运行期间，都有效
#include <stdio.h> 
#include <windows.h> 
int g_x = 100; //全局变量 
void show() 
{
     
    printf("show: 全局: %d\n", g_x); //在任何代码块中都可以被访问 
}
int main() 
{
    
     show(); 
     printf("main: 全局: %d\n", g_x); //在任何代码块中都可以被访问，甚至被修改 
     system("pause"); 
     return 0; 
} 

#include <stdio.h> 
#include <windows.h>
int g_x = 100; //全局变量 
int main() 
{
     
    int g_x = 10; //局部变量，与全局同名
    printf("g_x:%d\n", g_x); //输出的是局部，也就是局部和全部同名的时候，优先局部。所以，强烈不建议这样
    system("pause"); 
    return 0; 
}

变量的生命周期——补充内容

生命周期概念：指的是该变量从定义到被释放的时间范围，所谓的释放，指的是曾经开辟的空间被释放

局部变量： 进入代码块，形成局部变量[开辟空间]，退出代码块，"释放"局部变量

全局变量: 定义完成之后，程序运行的整个生命周期内，该变量一直都有效

auto 相关

//如何使用：一般在代码块中定义的变量，即局部变量，默认都是auto修饰的，不过一般省略 
//默认的所有变量都是auto吗？不是，一般用来修饰局部变量 
//中断一下：后面我们所到的，局部变量，自动变量，临时变量，都是一回事。我们统称局部变量
#include <stdio.h> 
#include <windows.h> 
int main() 
{
    
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
    
        printf("i=%d\n", i); 
        if(1) 
        {
     
         auto int j = 0; //自动变量
         printf("before: j=%d\n", j); 
         j += 1; 
         printf("after : j=%d\n", j); 
        }
    }
    system("pause"); 
    return 0; 
}

最快的关键字—— register

其实，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。

怎么去理解呢？我们可以通过一幅图来理解：

距离CPU越近的存储硬件，速度越快。

寄存器存在的本质 ：在硬件层面上，提高计算机的运算效率。因为不需要从内存里读取数据

register 修饰变量 ：尽量将所修饰变量，放入CPU寄存区中，从而达到提高效率的目的

问题来了：

那么什么样的变量，可以采用register呢？

1. 局部的(全局会导致CPU寄存器被长时间占用)
2. 不会被写入的(写入就需要写回内存，后续还要读取检测的话，register的意义在哪呢？)
3. 高频被读取的(提高效率所在)
4. 如果要使用，请不要大量使用，因为寄存器数量有限
5. 这里除了上面的,再有一点，就是register修饰的变量，不能取地址(因为已经放在寄存区中了嘛，地址是内存相关的概念)

#include <stdio.h> 
#include <windows.h> 
int main() 
{
     
    register int a = 0; 
    printf("&a = %p\n", &a); //编译器报错：错误 1 error C2103: 寄存器变量上的“&” 
    //注意，这里不是所有的编译器都报错
    //鉴于同学们刚开始学，不给大家增加负担，我们后面再慢慢引入另一个编译器。 
    system("pause"); 
    return 0; 
}

我们不妨来测试一下：

不过现在我们是不需要自己手动去加该关键字的了，原因：该关键字，不用管，因为现在的编译器，已经很智能了，能进行比人更好的代码优化。 早期编译器需要人为指定register，来进行手动优化，现在不需要了。

最名不符实的关键字 —static

全局变量和函数的两个结论-补充内容

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。

修饰变量

1.修饰全局变量，该全局变量只能在本文件内被使用。

总结：static修饰全局变量，影响的是作用域的概念，函数类似。而生命周期是不变的。

2.修饰局部变量

 void fun1() 
 {
     
     int i = 0; 
     i++; 
     printf("no static: i=%d\n", i); 
 }
void fun2()
{
     
    static int i = 0; 
    i++; 
    printf("has static: i=%d\n", i);
}
int main() 
{
     
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
     
        fun1(); fun2(); }
    system("pause"); 
    return 0;
}
//结论：static修饰局部变量，变量的生命周期变成全局周期。（作用域不变）
//修饰函数，该函数只能在本文件内被使用。

结语

说来惭愧，今天又是摆烂的一天，不知不觉又快到了十二点，这一天天过的可真的快啊，本次就先到这里结束啦！