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C语言中标识符的作用域、命名空间、链接属性、生命周期、存储类型(上)

2011-01-16 14:44 337 查看
Technorati 标签: C,标识符,作用域,命名空间,链接属性,生命周期,存储类型,scope,name space,linkage,storage durations,lifetime
无论学习哪一种语言,都免不了要讨论这些问题。而且这些问题,深究起来有时也让我们很迷惑。

标识符的定义无需多讲,只需注意不仅仅是指变量,还有函数标签等。

1. 标识符的作用域

作用域是指允许对标识符进行访问的位置范围。按照C99(章节6.2.1),C语言的作用域共有 4 种类型:文件作用域、代码块作用域、函数作用域、函数原型作用域。

类型

位置

说明

文件作用域 (file)在所有 代码块和参数列表 之外整个文件内都可以访问
代码块作用域 ( block)在“代码块”或者“函数的参数列表”内部只有所在的代码块内可以访问
函数作用域 (function)函数体内具有此作用域的只有一种语句:只有goto语句要使用的“语句标签”。简化为一条规则:一个函数中的语句标签(即label)不可相同。
函数原型作用域 (function prototype)声明的函数原型的参数列表中(注意与“函数定义”不同)由于函数原型的参数名称可以省略,即使不省略,也不要求和“函数定义”中的形参列表中名称相同。
只有一种情况会发生冲突:参数列表中的有重复的变量名。(这时编译报错: redefinition of parameter )
说明:当出现两个标识符名称相同的情况,而且都属于同一个命名空间,那么在内层代码块,内层的那个标识符会隐藏外层的那个标识符。

举例说明并分析

int my_func(int a, int b);  /* myfunc是“文件作用域”;a,b是 “函数原型作用域” */
int a;/* a是文件作用域。 注意:虽然上面的函数原型中将参数名称声明为a, 但是由于作用域不同,是合法的。下一行的b也是这种情况 */
static int b; /* b是文件作用域 */
int d( int n ){ /* d是“文件作用域”。因为这是函数定义,而不是函数原型,所以形式参数n 是“代码块作用域” */
/* 由于形式参数中已经声明n,那么在函数体内的最外层变量的名称就不能再为n,因为同一个作用域内不允许对同一个变量进行多次声明。
如果声明,编译器会提示重复声明变量。(在某些较老版本的编译器是允许的,但是C99标准是不允许的)
在不同的作用域内可以 */
int f;  /* f是代码块作用域 */

int g(int k);   /* 函数原型,位于函数体代码块内。声明的函数名称g是“代码块作用域”,参数k是“函数原型作用域” */

my_label:  /* 定义一个label,是“函数作用域” */

...  /*  下面的代码块可以是while循环、for循环或if语言等等*/
{
int f, g, i; /* 都是代码块作用域,而且只是在内层代码块,在外层代码块不可见 */
/* 对于f,外层已经存在f,这里会隐藏掉外层的f,即在这个内层代码块中无法访问外层的f */
int n;     /* 代码块作用域,由于这里已经不是函数体内的最外层,所以可以声明与函数的形式参数同名的变量,
同样会隐藏掉外层的变量n   */
}
...  /* 另外一个 代码块 */
{
int i;  /* 代码块作用域,虽然上面的一个内层代码块中已经存在i,但是由于这两个代码块不存在嵌套关系,所以也不存在隐藏现象 */
}
}

注意事项:

1. 注意函数原型中的参数是“函数原型作用域”,而函数定义中的参数是“代码块作用域”。例如上面代码中第一行的a,b和函数定义中的 n

2. 由于函数定义中参数是“代码块作用域”,所以在函数体内的最外层的变量名称不能再为n,但是内层嵌套的代码块变量名称可以为n。虽然这条特性在某些较老版本的编译器中是可以的,但是在ANSI C中师不允许的。

3. 变量的隐藏只是针对嵌套的作用域,对于不嵌套的作用域就没有这个说法。例如上面例子中的变量 f 是嵌套的,而 i 是不嵌套的,所以内层的 f 会隐藏掉外层的 f ,但是 i 不会相互隐藏。

2. 标识符的命名空间

命名空间是为了解决 “在相同作用域内如何区分 相同的标识符”
说明:①只有在相同作用域的情况下才能使用到命名空间去区分标识符,在嵌套的作用域不同的作用域区分标识符都用不到命名空间的概念。
相同的作用域内,如果命名空间不同,标识符可以使用相同的名称。否则,即如果命名空间不同,编译器会报错,提示重复定义。

按照C99(章节6.2.3),命名空间可以分为四种:

2.1 所有的标签(label)都属于同一个命名空间。
说明:①在同一个函数内,你的标签不能相同。在同一个函数内,标签可以和其他变量名称相同。因为它们所属的命名空间不同。

2.2 struct、enum和union的名称,在C99中称之为tag,所有的tag属于同一个命名空间。
也就是说,如果你已经声明struct A { int a }; 就不能在声明 union A{ int a };

说明:之所以让所有的tag组成一个命名空间,由于Tag前面总是带struct,enum或union关键字,所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。

2.3 struct和union的成员属于一个命名空间,而且是相互独立的。例如:如果你已经声明struct A { int a };
其成员的名称为a,你仍然可以声明 struct B{ int a };或者union B{ int a };

说明:之所以让struct和union的成员各自成为一个命名空间,是因为它们的成员访问时,需要通过 "."或"->"运算符,而不会单独使用,所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。由于枚举类型enum的成员可以单独使用,所以枚举类型的成员不在这一名称空间内。

2.4 其他所有的标识符,属于同一个名称空间。包括变量名、函数名、函数参数,宏定义
typedef
的类型名、
enum的
成员
等等。
注意:如果标识符出现重名的情况,宏定义覆盖所有其它标识符,这是因为它在预处理阶段而不是编译阶段处理。除了宏定义之外其它类别的标识符,处理规则是:内层作用域会隐藏掉外层作用域的标识符。

举例说明并分析

">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
struct A{   /* “结构体的tag”和“结构体成员”不在同一个命名空间,所以名称可以相同 */
int A;
};
union B{  /* 根据第二条,这个union的tag不能是A,但是根据第三条,其成员的名称可以与struct A的成员名称相同 */
int A;
};
struct A A; /* “结构体的tag”和“普通变量”不在同一个命名空间,所以名称可以相同 */
union B B;  /* 上面的“结构体变量”和 这行的“联合体变量”属于同一个命名空间,名称不能相同,即不能是 union B A */
int my_label = 1; /* “普通变量”和“标签”不属于同一个命名空间,所以名称可以相同 */
A.A = 1;
B.A = 20;
printf("B.A == %d  /n/n", B.A);

my_label:     /* 这里label 的名称与上面变量的名称 相同 */
printf("A.A == %d  /n", A.A);
A.A +=1;
if(A.A <= 5){
goto my_label;
}

system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}

运行结果为:

B.A == 20

A.A == 1
A.A == 2
A.A == 3
A.A == 4
A.A == 5


C语言中标识符的作用域、命名空间、链接属性、生命周期、存储类型(下)》: http://blog.csdn.net/daheiantian/archive/2011/01/20/6222216.aspx

本文链接:http://blog.csdn.net/daheiantian/archive/2011/01/16/6219590.aspx
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