第九讲　变量类别与编译预处理
	引　言 　　一、教学目的 　　本讲主要介绍了全局变量和局部变量以及自动变量、静态变量和寄存器变量的特点和关系，介绍了编译预处理命令中的宏定义和文件包含，要求大家掌握局部变量和全局变量的特点和使用方法，了解自动变量和静态变量的区别，掌握不带参数的宏和带参数的宏的使用，熟练运用“文件包含”功能。 　　二、知识要点 　　1.全局变量和局部变量 　　（1）局部变量的特点 　　（2）全局变量的特点 　　（3）全局变量的应用 　　2.自动变量、静态变量和寄存器变量 　　（1）自动变量的存储形式 　　（2）静态变量的存储形式和使用注意事项 　　（3）寄存器变量的存储形式 　　3.宏定义 　　（1）不带参数的宏定义 　　（2）带参数的宏定义 　　4.文件包含 　　文件包含的作用和使用方法 　　三、边用边学 　　§9.1　全局变量和局部变量 　　C语言根据变量作用域的不同，将变量分为局部变量和全局变量。 　　一、局部变量 　　在函数内部定义的变量称为局部变量，它只在定义它的函数内部有效，即局部变量只有在定义它的函数内部使用，其它函数不能使用它。 　　二、全局变量 　　在所有函数外部定义的变量称为全局变量。全局变量的作用范围是从定义变量的位置开始到源程序结束，即全局变量可以被在其定义位置之后的其它函数所共享。 　　全局变量主要用于函数之间数据的传递。具体应用在两方面：一是函数可以将结果保存在全局变量中，这样函数得到多个执行结果，而不局限于一个返回值；二是由于函数可以直接使用全局变量的数据，从而减少了函数调用时的参数。 　　§9.2　自动变量、静态变量和寄存器变量 　　C语言的变量根据分配的存储空间的不同，可以分为寄存器变量、静态变量和自动变量。 　　一、自动变量 　　自动变量的存储空间为内存中的动态数据区，该区域中的数据随程序需要动态地生成或释放。在函数体内或者复合语句内定义的局部变量都属于自动变量。 　　自动变量的类型修饰符auto放在变量的类型说明之前。但是auto一般是不写的。局部变量只要不专门说明是static存储类型，都确定为自动变量，采用动态存储方式。 　　自动变量的特点是当程序执行到自动变量的作用域时，才为自动变量分配存储空间，并且定义自动变量的函数执行结束后，程序将释放该自动变量的存储空间，留给其它自动变量使用。 　　二、静态变量 　　静态变量的存储空间为内存中的静态数据区，该区域中的数据在整个程序的运行期间一直占用这些存储空间，直到整个程序运行结束。 　　所有的全局变量都是静态变量，而局部变量只有定义时加上类型修饰符static，才为局部静态变量。 　　静态变量的特点是在程序的整个执行过程中始终存在，但是在它作用域之外不能使用。即静态变量的生存期就是整个程序的运行期。 　　在选择使用静态局部变量还是自动变量，可以从以下两点考虑：一是如果需要在两次函数调用之间保持上一次函数调用结果，可以使用局部静态变量；二是如果在每次调用函数时都必须对局部变量初始化，选择自动变量。但是实际上局部静态变量占用内存时间较长，并且可读性差，因此，除非必要，尽量避免使用局部静态变量。 　　三、寄存器变量 　　为了提高运算速度，C语言允许将一些频繁使用的局部变量定义为寄存器变量，这样程序尽可能地为它分配寄存器存放，而不用内存。 　　寄存器变量只要在定义时加上类型修饰符register即可。 　　四、用extern、static声明的全局变量 　　如果组成这一个程序的几个文件需要用到同一个全局变量，只要在其它引用该全局变量的源程序文件中说明该全局变量为extern即可。 　　反之，如果希望一个源程序文件中的全局变量仅限于该文件使用，只要在该全局变量定义时的类型说明前加一个static。 　　§9.3　宏定义 　　C语言提供的预处理命令主要有：宏定义、文件包含和条件编译。其中宏定义分为带参数的宏定义和不带参数的宏定义。 　　一、不带参数的宏定义 　　不带参数的宏定义的一般形式为 　　　　#define　标识符　字符串 　　它的作用是在编译预处理时，将源程序中所有标识符替换成字符串。 　　无参数的宏定义使用时，要注意以下几个问题： 　　（1）宏名一般用大写字母，以便与变量名的区别。 　　（2）在编译预处理时宏名与字符串进行替换时，不作语法检查。 　　（3）宏名的有效范围是从定义位置到文件结束。如果需要终止宏定义的作用域，可以用#undef命令。 　　（4）宏定义时可以引用已经定义的宏名。 　　（5）对程序中用双引号扩起来的字符串内的字符，不进行宏的替换操作。 　　二、带参数的宏定义 　　带参数的宏定义的一般形式为 　　　　#define　标识符（参数表）字符串 　　它的作用是在编译预处理时，将源程序中所有标识符替换成字符串，并且将字符串中的参数用实际使用的参数替换。 　　带参数的宏定义使用时，要注意以下几个问题： 　　（1）在宏定义时，宏名和参数之间不能有空格。 　　（2）一般在定义宏时，字符串中的形式参数外面加一个小括号。 　　§9.4　文件包含 　　“文件包含”用于一个源程序文件包含另外一个源程序文件的全部内容。“提供的文件包含预处理命令的一般形式： 　　　　#include　<文件名> 　　或者 　　　　#include　“文件名” 　　“文件包含”的使用时要注意： 　　（1）一个#include命令只能指定一个被包含的文件。 　　（2）“文件包含”可以嵌套。 　　作业及上机练习 　　1.使用全局变量，编写程序实现通过调用一个函数double calculate（double x,double y），可以得到两个数的和、差、积、商。 　　2.应用局部静态变量实现输入n，输出1+2+3+… …+n的结果。 　　3.输出Fibonacci数列的前20项的值。应用局部静态变量的方法。 　　4.定义带参数的宏MAX（a,b）、MIN（a,b）、ABS（a）分别求两个数的最大值、最小值和一个数的绝对值。 　　5.定义宏名Leap_Year（year）和Isupper（a），判断year是否是闰年以及a是否是大写字母。 　　6.已知三角形的边长a、b、c，求三角形的面积 　　 　　其中s=(a+b+c)/2。要求定义两个带参数的宏用来表示s和area。 　　7.使用符号常量N代表学生人数，进一步完善“学生成绩管理系统”。