【从零开始的 C 语言笔记】第二十六篇－变数的生命周期(1)

上一篇我们介绍了副函式的概念，一般来说我们会把特别处理某些资料的部分，另外拉出一个副函式来处理，除了更好阅读之外，也会增加程序的可维护性，当某个功能出问题，只要专注处理负责该功能的函式就可以了。

虽然先前第六篇已经大概介绍过变数的用法跟概念了，不过今天我们来深入介绍变数的使用范围与生命周期吧！

变数的生命周期？

看到生命周期大家或许会有点困惑，变数就是变数还有生命吗？事实上变数会从被宣告的当下诞生，记忆体会分配一个位置给它，直到区块结束、程序结束後就不再有效，会不能存取也找不到它，我们称这个诞生到结束的过程为「变数的生命周期」。

一般介於「{ }」内的变数，变数存在的生命周期会仅限在内，超过「{ }」之外便会消亡，我们可以从以下程序码看见：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 10;

    printf("%d\n",i);
    for(int i=0; i<5; i++){
        printf("%d\n",i);
    }
    printf("%d\n",i);

    return 0;
}

第一次宣告的变数是在main function的整数i(为10)，而第一次列印的结果也是10。

但第二次宣告的变数在for回圈中，且为递增的变数i，并随着for回圈列印了0到4，而不是for回圈外的10。

但当for回圈结束後，列印出的变数则是第一次宣告的10。

区域变数、全域变数？

先前我们有提到如果变数被宣告在「{ }」的区域内，那在超过「{ }」的范围後就会消亡，所以我们不可能在变数宣告的区域范围外使用它，而我们称这种变数为「区域变数」；那如果我们要宣告一个全程序区域都可以使用的变数，也就是「全域变数」时要怎麽做呢？

1. 区域变数

(1) 以函式为范围
但凡离开宣告变数的「{ }」范围外，变数便不可再使用，且主函式宣告的变数，在副函式是不可以使用的，因副函式已经出了主函式范围之外。

#include <stdio.h>

void test();

int main()
{
    int x = 10;

    printf("%d\n",x);
    test();
    printf("%d\n",x);

    return 0;
}

void test(){
    int x = 5;
    printf("%d\n",x);
}

如同列印结果，主函式宣告的变数出了主函式范围，在副函式是不可使用变数的，但在副函式宣告同名变数并不冲突，只是副函式宣告的变数，也只能在副函式中使用。


(2) 以小区块为范围
前面有提到若离开宣告变数的「{ }」范围外，变数便不可再使用，但若在范围之内的小区块(如for、while、if等等区块)又宣告同名变数，则在小区块内变数将以小区块变数覆盖，但一出小区块范围也不可使用。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 10;

    printf("%d\n",i);
    for(int i = 1; i<=5; i++){
        printf("%d\n",i);
    }
    printf("%d\n",i);

    return 0;
}

如同列印结果，在for回圈区块内又宣告同名变数，在其区块范围内会暂时覆盖，直到离开该区块则区块变数便不可使用。


2. 全域变数
如果要宣告一个全程序都可以使用的「全域变数」，我们将宣告在主函式外，通常为主函式部分之前。

#include <stdio.h>

int x = 15;
int main()
{
    printf("%d\n", x);
    test();
    printf("%d\n", x);

    return 0;
}

void test(){
    printf("%d\n", x);
}

可以从结果看到若宣告为全域变数，且未被区域的同名变数覆盖的话，程序的全区域都可以使用这个变数。

小结

1. 变数是有使用的范围的，且出了范围就会自动消亡，而变数诞生至消亡则为变数的生命周期。

2. 非全程序可使用之变数为区域变数，反之则是全域变数。

3. 主函式宣告之变数，出了主函式便不可使用(如到了副函式时)；副函式宣告之变数，出了副函式便不可使用(如回到主函式或任何不在副函式范围的地方)；被小区块(for、while、if等区块)宣告之变数，出了小区块後便不可使用。

4. 变数是可以被不同范围的同名区域变数覆盖的。

看到这里就大概学习完什麽是变数的生命周期，还有区域变数、全域变数的不同了，弄清楚变数的存在、使用范围是很重要的事情，希望大家看完可以比较好理解！

下一篇我们来继续介绍变数的生命周期，如果出了范围就会消失，那有没有可以被保存、一直存在的变数呢？