C语言编程常见问题解答之变量和数据存储

第2章 变量和数据存储

C语言的强大功能之一是可以灵活地定义数据的存储方式。C语言从两个方面控制变量的性质：作用域(scope)和生存期(lifetime)。作用域是指可以存取变量的代码范围，生存期是指可以存取变量的时间范围。

作明告用域有三种：

1. extern(外部的) 这是在函数外部定义的变量的缺省存储方式。extern变量的作用域是整个程序。

2．static(静态的) 在函数外部说明为static的变量的作用域为从档毕定义点到该文件尾部；在函数内部说明为static的变量的作用域为从定义点到该局部程序块尾部。

3．auto(自动的) 这是在函数内部说明的变量的缺省存储方式。auto变量的作用域为从定义点到该局部程序块尾部。

变量的生存期也有三种，但它们不象作用域那样有预定义的关键字名称。第一种是extern和static变量的生存期，它从main()函数被调用之前开始，到程序退出时为止。第二种是函数参数和auto变量的生存期，它从函数调用时开始，到函数返回时为止。第三种是动态分配的数据的生存期，它从程序调用malloc()或calloc()为数据分配存储空间时开始，到程序调用free()或程序退出时为止。

2．1 变量存储在内存(memory)中的什么地方?

变量可以存储在内存中的不同地方，这依赖于它们的生存期。在函数外部定义的变量(全局变量或静态外部变量)和在函数内部定义的static变量，其生存期就是程序运行的全过程，这些变量被存储在数据段(datasegment)中。数据段是在内存中为这些变量留出的一段大小固定的空间，它分为两部分，一部分用来存放初始化变量，另一部分用来存放未初始化变量。

在函数内部定义的auto变量(没有用关键字static定义的变量)的生存期从程序开始执行其所在的程序块代码时开始，到程序离开该程序块时为止。作为函数参数的变量只在调用该函数期间存在。这些变量被存储在栈(stack)中。栈是内存中的一段空间，开始很小，以后逐渐自动增大，直到达到某个预定义的界限。在象DOS这样的没有虚拟内存(virtual memory)的系统中，这个界限由系统决定，并且通常非常大，因此程序员不必担心用尽栈空间。关于虚拟内存 的讨论，请参见2．3。

第三种(也是最后一种)内存空间实际上并不存储变量，但是可以用来存储变量所指向的数据。如果把调用malloc()函数的结果赋行槐芹给一个指针变量，那么这个指针变量将包含一块动态分配的内存的地址，这块内存位于一段名为“堆(heap)”的内存空间中。堆开始时也很小，但当程序员调用malloc()或calloc()等内存分配函数时它就会增大。堆可以和数据段或栈共用一个内存段(memorysegment)，也可以有它自己的内存段，这完全取决于编译选项和 *** 作系统。

与栈相似，堆也有一个增长界限，并且决定这个界限的规则与栈相同。

请参见：

1．1 什么是局部程序块(10calblock)?

2．2 变量必须初始化吗?

2．3 什么是页抖动(pagethrashing)?

7．20 什么是栈(stack)?

7．21 什么是堆(heap)7．

2．2 变量必须初始化吗?

不。使用变量之前应该给变量一个值，一个好的编译程序将帮助你发现那些还没有被给定一个值就被使用的变量。不过，变量不一定需要初始化。在函数外部定义的变量或者在函数内部用static关键字定义的变量(被定义在数据段中的那些变量，见2．1)在没有明确地被程序初始化之前都已被系统初始化为0了。在函数内部或程序块内部定义的不带static关键字的变量都是自动变量，如果你没有明确地初始化这些变量，它们就会具有未定义值。如果你没有初始化一个自动变量，在使用它之前你就必须保证先给它赋值。

调用malloc()函数从堆中分配到的空间也包含未定义的数据，因此在使用它之前必须先进行初始化，但调用calloc()函数分配到的空间在分配时就已经被初始化为0了。

请参见：

1．1 什么是局部程序块(10calblock)?

7．20 什么是栈(stack)?

7．21 什么是堆(heap)?

2．3 什么是页抖动(pagethrashing)?

有些 *** 作系统(如UNIX和增强模式下的Windows)使用虚拟内存，这是一种使机器的作业地址空间大于实际内存的技术，它是通过用磁盘空间模拟RAM(random—access memory)来实现的。

float存储方式是由ieee来规定的

存储分为三个部分：

符号位(sign)

:

0代表正，1代表为负

---------1位

指数位（exponent）:用于存储科学计数法中的指数数据，并且采用移位存储

--------8位

尾数部分（mantissa）：尾数部分

----------23位

ieee规定：

指数偏移值是指浮点数表示法中的指数域的编码值为指数的实际值加上某个固定的值，该固定值为

2e-1

-

1，其中的e为存储指数的位元的长度。

以单精度浮点数为例，它的指数域是8个位元，固定偏移值是2^(8-1)

-

1

=

128−1

=

127.

单精度浮点数的指数部分实际取值是从128到-127。例如指数实际值为1710，在单精度浮点数中的指数域编码值为144，

即144

=

17

+

127.

科学计数法的表示为1.xxx*（唯敬2^n）,尾数部分就可以表示为xxx,第一位都是1，干嘛还要表示呀？可以将小数点前面的1省略，所以23bit的尾数部分，可以表示的精度却变成了24bit。而十进制里面每一位是用二进制的4位来表示的，所以24bit的精确度就是24/4

=

6

:)

一个规返桐格化的单精度浮点数x的真值为x=((-1)^s)*(1.m)*(2^(e-127))

对于计算机中32bit表示的浮点数，表示的术的绝对值的范围约为(1e-38)~(1e+38)，即指世慎2^(-127)~1.11111111b*(2^128),浮点数的绝对值再怎么小，也不可能小过2^(-127),浮点数中不存在绝对0，所以我们只能取近似值

对于第四问来说，因为在进行浮点数 *** 作时会有四舍五入的 *** 作

举个例子

如果a+b最后大于5则最后一位+1，然后再加上c最后结果还大于5再+1

这样一共加了两次

但是a+c可能最后小于5，然后再加上b才大于5

这样一共只加了一次

所以。。。

1、二进制文本使用fopen函数的二进制模式“rb”就可以打开。对于程序来说，不管后缀名如何，文件分为两种类型：文本文件和二进制文件。 C语言里有一系列文件 *** 作函数。区分文本和二进制文件，需要在打开文件时设置不同的控制符mode的变量即可。

2、fopen的函数原型：FILE * fopen(const char * path,const char * mode)

  fopen函数的陵消冲第一个参数是文件路径，第二个参数是打开方式，有以下几种方式：

r 以只读方式打开文件，该文件必须存在。

r+ 以可读写方式打开文件，该文件必须存在。

rb+ 读写打开一个二进制文件，允许读数据。

rw+ 读写打开一个文本文件，允许读和写。

w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

w+ 打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

a 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）

a+ 以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留。 （原来的EOF符不保留）

wb 只写打开或新建一个二进制文件；只允许写数据。

wb+ 读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写。

wt+ 读写打开或着建立一个文本文件；允许读写。

at+ 读写打开一个文本文件，允许读或在文本末追加数据。

ab+ 读写打开一个二进制文件，允许读或在文件末追加数据。

上述的形态字符串都可以再加一个b字符，如rb、w+b或ab+等组合，加入b 字符用来告诉函数库打开的文件尺歼为二进制文件，而非纯文字文件。

3、例程：

   #include <stdlib.h>

    #include <stdio.h>

    int main ()

    {

        FILE * fpPhoto, * fpText, * fpTarget 

        int     iRead 

        char    szBuf[100] 

          

        printf ("请输入第一个文件名（jpg）:\n") 

        gets (szBuf) 

        fpPhoto = fopen (szBuf, "rb") 

        printf ("请输入第二个文件名（txt）:\n") 

        gets (szBuf) 

        fpText = fopen (szBuf, "rb") 

        printf ("请输入目的文件名（jpg）:\n") 

        gets (szBuf) 

        fpTarget = fopen (szBuf, "wb") 

      

  桥隐      if (!fpPhoto || !fpText || !fpTarget)

        {

            printf ("打开文件失败！\n") 

            system("pause") 

            return -1 

        }

      

        while ((iRead = fread (szBuf, 1, sizeof (szBuf), fpPhoto)) > 0)

            fwrite (szBuf, 1, iRead, fpTarget) 

        while ((iRead = fread (szBuf, 1, sizeof (szBuf), fpText)) > 0)

            fwrite (szBuf, 1, iRead, fpTarget) 

      

        fclose (fpPhoto) 

        fclose (fpText) 

        fclose (fpTarget) 

        return 0 

    }

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