嵌入式學習筆記：C語言之變量、其生命周期、運算符詳解
時間：2018-09-18 來源：未知
1、變量
定義：創(chuàng)建一個對象，為這個對象分配一塊內(nèi)存，并為它取一個名字，這個名字就叫做變量名;是對程序中數(shù)據(jù)的存儲空間的抽象。
存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量名;
描述：
一個變量可以通過不同種的方式來描述。
存儲期：
變量在內(nèi)存中的保存時間
作用域：
程序的哪些部分通過變量名來使用變量
鏈接點：
程序的哪些部分通過變量名來使用變量
全局變量：也稱為外部變量，定義在函數(shù)體外部的變量，不屬于哪個函數(shù)，屬于整個
程序;
局部變量：也稱為內(nèi)部變量，定義在函數(shù)體內(nèi)部的變量，只能在函數(shù)內(nèi)部使用;
存儲類型：auto register static extern
auto：聲明的變量是自動變量，聲明的變量存放在堆棧區(qū)，而且auto可以省略。
register：寄存器型，聲明的變量放在CPU內(nèi)部的寄存器中，可以加快程序的運
行速度，如果申請不到，同auto;
定義與聲明的區(qū)別：定義分配內(nèi)存，聲明不分配內(nèi)存;
extern：
1、聲明的變量必須是全局變量;
2、編譯時必須同時編譯兩個文件;
3、聲明的變量必須被定義過。
static：
1、修飾局部變量，如果該局部變量沒有被初始化，其值為0，并且該局部變量只會被初始化一次;生命周期發(fā)生改變。
注：局部變量如果沒有被初始化，其值為隨機值;
2、修飾全局變量，該全局變量只能在本文件內(nèi)使用;
3、修飾函數(shù)時，該函數(shù)只能在本文件內(nèi)使用;
注：
1、具有外部鏈接的在其他文件使用前必須以exturn聲明
2、具有靜態(tài)存儲期的變量必須使用常量初始化(編譯階段獲得值)
-------與auto最大不同點是:static存儲類型的變量在內(nèi)存中是以固定地址存放的，而不是以堆棧方式存放的;只要整個程序還在繼續(xù)運行靜態(tài)變量就不會隨著說明它的程序段的結(jié)束而消失，它下次再調(diào)用該函數(shù)，該存儲類型的變量不再重新說明，而且還保留上次調(diào)
用存入的數(shù)值。
2、動態(tài)存儲方式與靜態(tài)存儲方式
變量還有另一種屬性——存儲期(storage duration，也稱生命期)。存儲期是指變量在內(nèi)存中的存在期間。這是從變量值存在的時間角度來分析的。存儲期可以分為靜態(tài)存儲期(static storage duration)和動態(tài)存儲期(dynamic storage duration)。這是由變量
的靜態(tài)存儲方式和動態(tài)存儲方式?jīng)Q定的。
所謂靜態(tài)存儲方式是指在程序運行期間，系統(tǒng)對變量分配固定的存儲空間。而動態(tài)存儲方式則是在程序運行期間，系統(tǒng)對變量動態(tài)地分配存儲空間。
先看一下內(nèi)存中的供用戶使用的存儲空間的情況。這個存儲空間可以分為三部分，即：
程序區(qū)
靜態(tài)存儲區(qū)
動態(tài)存儲區(qū)
數(shù)據(jù)分別存放在靜態(tài)存儲區(qū)和動態(tài)存儲區(qū)中。全局變量全部存放在靜態(tài)存儲區(qū)中，在程序開始執(zhí)行時給全局變量分配存儲單元，程序執(zhí)行完畢就釋放這些空間。在程序執(zhí)行過程中它們占據(jù)固定的存儲單元，而不是動態(tài)地進行分配和釋放。
在動態(tài)存儲區(qū)中存放以下數(shù)據(jù)：
函數(shù)形式參數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時給形參分配存儲空間。
函數(shù)中的自動變量(未加static聲明的局部變量，詳見后面的介紹)。
函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護和返回地址等。
對以上這些數(shù)據(jù)，在函數(shù)調(diào)用開始時分配動態(tài)存儲空間，函數(shù)結(jié)束時釋放這些空間。在程序執(zhí)行過程中，這種分配和釋放是動態(tài)的，如果在一個程序中兩次調(diào)用同一函數(shù)，則要進行兩次分配和釋放，而兩次分配給此函數(shù)中局部變量的存儲空間地址可能是不相同
的。
如果在一個程序中包含若干個函數(shù)，每個函數(shù)中的局部變量的存儲期并不等于整個程序的執(zhí)行周期，它只是整個程序執(zhí)行周期的一部分。根據(jù)函數(shù)調(diào)用的情況，系統(tǒng)對局部變量動態(tài)地分配和釋放存儲空間。
在C++中變量除了有數(shù)據(jù)類型的屬性之外，還有存儲類別(storage class) 的屬性。存儲類別指的是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的方法。存儲方法分為靜態(tài)存儲和動態(tài)存儲兩大類。具體包含4種：自動的(auto)、靜態(tài)的(static)、寄存器的(register)和外部的(extern)。根據(jù)變量的存儲類別，可以知道變量的作用域和存儲期。對靜態(tài)局部變量的說明：
靜態(tài)局部變量在靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)分配存儲單元。在程序整個運行期間都不釋放。而自動變量(即動態(tài)局部變量)屬于動態(tài)存儲類別，存儲在動態(tài)存儲區(qū)空間(而不是靜態(tài)存儲區(qū)空間)，函數(shù)調(diào)用結(jié)束后即釋放。
為靜態(tài)局部變量賦初值是在編譯時進行值的，即只賦初值一次，在程序運行時它已有初值。以后每次調(diào)用函數(shù)時不再重新賦初值而只是保留上次函數(shù)調(diào)用結(jié)束時的值。而為自動變量賦初值，不是在編譯時進行的，而是在函數(shù)調(diào)用時進行，每調(diào)用一次函數(shù)重新給一次初值，相當于執(zhí)行一次賦值語句。
如果在定義局部變量時不賦初值的話，對靜態(tài)局部變量來說，編譯時自動賦初值0(對數(shù)值型變量)或空字符(對字符型變量)。而對自動變量來說，如果不賦初值，則它的值是一個不確定的值。這是由于每次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后存儲單元已釋放，下次調(diào)用時又重新另分
配存儲單元，而所分配的單元中的值是不確定的。
雖然靜態(tài)局部變量在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后仍然存在，但其他函數(shù)是不能引用它的，也就是說，在其他函數(shù)中它是“不可見”的。
3、生命周期與作用域
局部變量：
生命周期：從定義開始，到該模塊結(jié)束
作用域：該模塊內(nèi)
static修飾的局部變量：
生命周期:從定義開始，到整個程序結(jié)束
作用域：該模塊內(nèi)
全局變量：
生命周期：從定義開始，到整個程序結(jié)束
作用域：該程序內(nèi)
static修飾的全局變量：
生命周期：從定義開始，到整個程序結(jié)束
作用域：該文件內(nèi)
注：全局變量如果沒有被初始化，其值為0;全局變量要慎用，原因有兩個：
1、命名重復
2、其他函數(shù)可能違背意圖將其值改變
4、類型轉(zhuǎn)換
1、隱式類型轉(zhuǎn)換
(1)低字節(jié)數(shù)向高字節(jié)數(shù)轉(zhuǎn)換
(2)有符號數(shù)向無符號數(shù)轉(zhuǎn)換(int ---> unsigned int)
2、強制類型轉(zhuǎn)換
(數(shù)據(jù)類型)變量名;
注：不管是隱式類型轉(zhuǎn)換還是強制類型轉(zhuǎn)換，實際上變量的類型并沒有發(fā)生變化，只是在運算的過程當中發(fā)生了轉(zhuǎn)換。
5、運算符
算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、位運算符
1、算術(shù)運算符：+ - * / % ++ --
%:取模運算，小數(shù)沒有取模運算
++
int a = 5;
int b
= a++;
a = 7, b = 5, c = 7
注：
++在前，先賦值，后運算
++在后，先運算，后賦值
當++單獨成一條語句時，++在前和在后沒有區(qū)別;
2、關(guān)系運算符 > < >= <= == !=
注：
=為賦值運算符
==為等于號
if(5 == a)
3、邏輯運算符 && || !
表達式1 && 表達式2
表達式1和表達式2同時成立，整個表達式才成立，只要其中有一個不成立，整個表達式就為假
截斷法則：當&&左邊為假時，其值一定為假，所以&&右邊就不執(zhí)行
表達式1 || 表達式2
||兩邊同時為假時，其值才為假，只要有一邊表達式為真，其值一定為真截斷法則：當||左邊為真時，其值一定為真，右邊不執(zhí)行
4、位運算符：~ & | ^ >> <<
~00001111 11110000
&:00100010
10110000
00100000
1)、判斷某個數(shù)的某一位或某幾位是0還是1
10011011 判斷第四位是0還是1
& 00010000
00010000
2)、清除某個數(shù)的某一位或某幾位
10011011 清除第3到5位
& 11000111
10000011
3)、設(shè)置某個數(shù)的某一位或某幾位 (先清0，后設(shè)置)先與后或
10011011 設(shè)置第3到5位為101
& 11000111
| 00101000 10101011
^:兩個位進行異或時，相同為0，不同為1
一個數(shù)與0相異或，結(jié)果是其本身
翻轉(zhuǎn)某個數(shù)的某一位段
1100 0001 翻轉(zhuǎn)第3到5位
^ 00111000
11111001
>>:右移
1、溢出部分不要
2、高位：正數(shù) 高位補0
負數(shù) 補1
<<:左移
1、溢出時，溢出部分不要，右邊補0
2、如果是有符號數(shù)，可能會引起符號位的改變
5、逗號運算符：
表達式1，表達式2;
其求值過程是分別求兩個表達式的值，并以表達式2的值作為整個逗號表達
式的值。
表達式1，表達式2，表達式3，。。。。。。。。表達式n;
每個表達式都會執(zhí)行，并把表達式n的值作為整個表達式的值。
