【C语言学习】C语言功能

代码，功能为了更好地实现模块化编程。那么，什么是函数的性质？在函数中定义的变量（全局变量、局部变量、静态变量）如何存储？为什么范围和全局变量和局部变量的寿命是不一样的？只是有一个更深入的了解的功能。能够回答这些问题！

★函数的本质

函数的本质是一段可运行的机器指令代码，函数名的本质是一个标号。表示函数代码的入口。该标号的值等于内存中存储函数代码的内存空间的首地址。

★变量

●全局变量

全局变量也就是外部变量。定义在函数的外部。

因此它不属于不论什么一个函数，仅仅属于所在的源文件。

▲初始化

对于全局变量来说。假设没有被初始化，其值由编译器自己主动设置为0。因此，使用一个全局变量不用考虑它的初始化问题。



执行结果：

▲作用域和生命周期

其作用域从定义该变量的这一行開始到定义该变量的源文件结束，在此期间，全部的函数都能够引用该变量。这里有一点要注意：全局变量作用域的范围并非从程序的開始一直到程序的结尾，而是从定义这个变量的開始处到程序的结尾。

有这样一种情况：在一个源文件里，定义全局变量之前已经定义了一个函数A。那么A就不能引用这个全局变量。假设非要引用这个变量，那么就先在A之前声明这个全局变量。

●局部变量

局部变量也成为内部变量，它定义在函数或者复合语句的内部。

▲初始化

假设局部变量未被初始化。那么直接引用会非常危急。

由于局部变量存储于内存的堆栈中。

定义了局部变量之后，编译器不会将其初始化为0，而是此内存空间原来的值。那么这个值是一个随机值。最后就可想而知了。因此。局部变量一定要记得初始化！



执行结果：

▲作用域和生命周期

由于它定义在函数内部或者复合语句的内部。因此，其作用域仅限于函数或者符合语句内。

★变量存储

源文件里，不同的变量存储在不同的区域内。

一个程序在执行期间会占用内存，而且内存的使用情况也不同。通常会分为：数据段、代码段、堆栈段、BSS段

●BBS段（Block Started by Symbol）

通经常使用来存储未初始化全局变量和静态变量的一块区域。BSS段属于静态内存分配。在程序运行之前，BSS段会自己主动清零。

这也就是前面全局变量不用初始化的原因。

●代码段

用来存放程序的执行代码。这段内存在程序执行之前就已经确定。

●数据段

通经常使用来存放已经初始化的全局变量和静态变量。属于静态内存分配。

●堆

用来存放程序动态分配的内存空间。大小不固定。

可扩张、可缩减。当调用malloc函数时，就是从堆上分配内存。内存空间扩大；调用free函数时，堆上内存空间就会缩减。

●栈

用来存放函数内部定义的局部变量（注意：不包含static声明的变量，一般存储在数据段中）。

在函数被调用时。其參数也会被压入发起调用的堆栈中。而且待到调用结束后。函数的返回值也会被放会栈中。因为栈的先进后出的特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义来讲，我们能够把堆栈看成一个寄存、交换暂时数据的内存区。

★函数有关的优化

●函数调用优化

函数的作用是使代码模块行增强，有利于代码的阅读和改动，能够有效的缩减代码的体积。

可是函数调用是非常费时的，一个函数调用一般有4步：

1、需将參数压入堆栈

2、须要保存寄存器的值

3、须要保存返回地址

4、会造成跳转

这四步中以上3步都须要訪问内存。訪问内存是非常消耗时间的。假设程序中调用函数过多，其运行的速度肯定会非常慢。因此在程序运行过程中。应该尽量降低不必要的函数调用，这样才干提高程序的运行速度。

●变量存储优化

因为局部变量存储在栈上，全局变量存储在数据段上。

因为两者的存储位置不同导致生命周期的不同。

对于程序中调用非常高的局部变量。编译器会自己主动将其存储在寄存器中，可是全局变量不会被存储在寄存器中。由于全局变量在整个程序中一直存在。假设全局变量存储在寄存器中，那么寄存器就无法存储暂时变量或者中间值。

计算机中。寄存器资源本来就稀少，程序的执行效率也不高效率。因此，全局变量必须存储在一个数据段。那就是存储器。最大限度地减少内存访问还提高程序运行速度的方法。（地处注册CPU在，它的特征是：小容量。快。假设一些变量经常使用，在此变量被存储在寄存器。这将减少内存运行频率，从而节省了时间）