C語言——定義&&聲明


1.變量的定義&聲明

變量的聲明有兩種情況:

<1>一種是需要建立存儲空間的。例如:int a 在聲明的時候就已經建立了存儲空間。

<2>另一種是不需要建立存儲空間的。 例如:extern int a 其中變量a是在別的文件中定義的。

前者是“定義性聲明(defining declaration)”或者稱為“定義(definition)”,而后者是“引用性聲明(referncing declaration)”。

從廣義的角度來講聲明中包含着定義,即定義是聲明的一個特例,所以並非所有的聲明都是定義,例如:int a 它既是聲明,同時又是定義。然而對於 extern a 來講它只是聲明不是定義。

一般的情況下我們常常這樣敘述,把建立空間的聲明稱之為“定義”,而把不需要建立存儲空間的聲明稱之為“聲明”。很明顯我們在這里指的聲明是范圍比較窄的,即狹義上的聲明,也就是說非定義性質的聲明,例如:在主函數中:

int main() {
extern int A;
//這是個聲明而不是定義,聲明A是一個已經定義了的外部變量
//注意:聲明外部變量時可以把變量類型去掉如:extern A;
dosth(); //執行函數
}

int A; //是定義,定義了A為整型的外部變量

外部變量的“定義”與外部變量的“聲明”是不相同的,外部變量的定義只能有一次,它的位置是在所有函數之外,而同一個文件中的外部變量聲明可以是多次的,它可以在函數之內(哪個函數要用就在那個函數中聲明)也可以在函數之外(在外部變量的定義點之前)。系統會根據外部變量的定義(而不是根據外部變量的聲明)分配存儲空間的。對於外部變量來講,初始化只能是在“定義”中進行,而不是在“聲明”中。所謂的“聲明”,其作用,是聲明該變量是一個已在后面定義過的外部變量,僅僅是為了“提前”引用該變量而作的“聲明”而已。extern 只作聲明,不作任何定義。

(我們聲明的最終目的是為了提前使用,即在定義之前使用,如果不需要提前使用就沒有單獨聲明的必要,變量是如此,函數也是如此,所以聲明不會分配存儲空間,只有定義時才會分配存儲空間。)

注:如果聲明有初始化式,那么它可以被當作是定義,即使聲明標記為extern:

  extern double pi=3.1416; //定義

  雖然使用了extern,但這條語句還是定義了pi,分配並初始化了存儲空間。只有當extern聲明位於函數外部時,才可以含有初始化式。

任何在多個文件中使用的變量都需要有與定義分離的聲明。在這種情況下,一個文件含有變量的定義,使用該變量的其他文件則包含該變量的聲明(而不是定義)。

用static來聲明一個變量的作用有二:

(1)對於局部變量用static聲明,則是為該變量分配的空間在整個程序的執行期內都始終存在。

(2)外部變量用static來聲明,則該變量的作用只限於本文件模塊。

2.函數的定義&聲明

聲明:一般在頭文件里,對編譯器說:這里我有一個函數叫function() 讓編譯器知道這個函數的存在。聲明是告訴編譯器有這么個變量,但並不實現。

定義:就是實現這個變量,真正在內存(堆或棧中)為此變量分配空間。定義一般在源文件里,具體就是函數的實現過程,寫明函數體。

對函數的“定義”和“聲明”不是一回事。“定義”是指對函數功能的確立,包括指定函數名,函數值類型、形參類型、函數體等,它是一個完整的、獨立的函數單位。而“聲明” 的作用則是把函數的名字、函數類型以及形參類型、個數和順序通知編譯系統,以便在調用該函數時系統按此進行對照檢查(例如函數名是否正確,實參與形參的類型和個數是否一致)。

從程序中可以看到對函數的聲明與函數定義中的函數首部基本上是相同的。因此可以簡單地照寫已定義的函數的首部,再加一個分號,就成為了對函數的“聲明”。在函數聲明中也可以不寫形參名,而只寫形參的類型。

在C語言中,函數聲明稱為函數原型(function prototype)。使用函數原型是ANSI C的一個重要特點。它的作用主要是利用它在程序的編譯階段對調用函數的合法性進行全面檢查。

說明:

<1> 以前的C版本的函數聲明方式不是采用函數原型,而只是聲明函數名和函數類型。 如:float add(); 不包括參數類型和參數個數。系統不檢查參數類型和參數個數。新版本也兼容這種用法,但不提倡這種用法,因為它未進行全面的檢查。

<2> 實際上,如果在函數調用前,沒有對函數作聲明,則編譯系統會把第一次遇到的該函數形式(函數定義或函數調用)作為函數的聲明,並將函數類型默認為int 型。如一個max函數,調用之前沒有進行函數聲明,編譯時首先遇到的函數形式是函數調用"max(a, b)",由於對原型的處理是不考慮參數名的,因此系統將max()加上int作為函數聲明,即int max(); 因此不少教材說,如果函數類型為整型,可以在函數調用前不必作函數聲明。但是使用這種方法時,系統無法對參數的類型做檢查。或調用函數時參數使用不當,在編譯時也不會報錯。因此,為了程序清晰和安全,建議都加以聲明為好。

<3> 如果被調用函數的定義出現在主調函數之前,可以不必加以聲明。因為編譯系統已經先知道了已定義的函數類型,會根據函數首部提供的信息對函數的調用作正確性檢查。

<4> 如果已在所有函數定義之前,在函數的外部已做了函數聲明,則在各個主調用函數中不必對所調用的函數再作聲明。

3.C語言中頭文件和源文件寫法有什么區別?

相同點: 頭文件與源代碼都是源文件,都用純文本文件存儲,都需要遵照C/C++語言規范來寫,都可以使用類型定義和常、變量定義,都可以包含函數的聲明和實現,都能包含宏定義,都使用相同的調用規范。

不同點: C/C++的編譯器規定源代碼文件必須包含函數入口,即main函數,或者winmain函數。而頭文件不得包含函數入口,也就是說,頭文件不可以單獨編譯成一個程序,僅僅包含程序片斷或者僅僅定義常、變量。

關聯: 頭文件是專為源代碼調用而寫的靜態包含文件,可被源代碼文件中的#include編譯預處理指令解釋,而將頭文件完整拷貝到源代碼的指令處,從而在編譯時相當於在源代碼中插入了函數聲明或者實現。

某些頭文件包含了靜態庫中的函數調用聲明,包含了LIB文件的調用信息,編譯時靜態鏈接進程序;而某些頭文件是專為方便API調用而寫的,里面包含了動態鏈接庫的調用信息和規范,只有在運行時將DLL載入內存提取函數執行。

也就是說,其實你將頭文件里的信息完全寫到源代碼里,是可以實現完全相同的功能的。如果你想要學寫頭文件,可以參照標准C/C++庫的h文件。

 

 

 

 


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