C | 存储类和类型限定符 | 问题1

本文主要介绍C语言中的存储类和类型限定符，包括它们的概念、关键字和使用方法。通过学习本文，你将能够更好地理解C语言中的变量和常量的定义、初始化和作用域。

存储类

在C语言中，存储类用来确定变量的存储位置和生命周期。C语言中的存储类包括四种关键字：auto、register、static和extern。

auto

auto关键字用来定义具有自动存储类的变量，例如：

int main() {
    auto int i = 10;
    printf("%d", i);
    return 0;
}

在上面的例子中，i变量具有自动存储类，它的值会在函数被调用时自动分配并在函数结束时释放。auto关键字通常可以省略，因为C语言中未声明存储类的变量默认为自动存储。

register

register关键字用来定义具有寄存器存储类的变量，例如：

register int j = 20;

register关键字用于提示编译器将变量存储在CPU寄存器中，以便更快的访问。register关键字的使用并不保证在任何时候都能将变量存储在寄存器中，因为寄存器数量有限，可能已经被其他变量占用。

static

static关键字用来定义具有静态存储类的变量和函数，例如：

void setCounter() {
    static int k = 0; // 静态变量
    k++;
    printf("计数器值：%d\n", k);
}

在上面的例子中，k变量具有静态存储类，它的值仅在函数第一次被调用时分配并在程序结束时释放，但它的值在多次调用函数时保持不变。另外，静态函数仅可在声明它的源文件中使用。

extern

extern关键字用来声明变量或函数是在其他文件或模块中定义的，例如：

/*File1.c*/
int a = 10;

/*File2.c*/
extern int a;

int main() {
    printf("%d", a);
    return 0;
}

这里的a变量在File1.c文件中定义，通过extern关键字声明后，在File2.c文件中便可以使用它了。

类型限定符

类型限定符用来限制变量的类型和取值范围，C语言中的类型限定符包括const、volatile和restrict。

const

const关键字用来定义只读变量，例如：

const int b = 100;

在上面的例子中，b变量被定义为只读，所以无法更改b变量的值。此外，可以将const关键字应用于指针类型以定义指针所指向的值是只读的，例如：

int c = 200;
const int *p = &c;

这里的p指针定义为只能读取它所指向的值，但不能修改它。

volatile

volatile关键字用来告诉编译器变量的值是易变的，例如：

volatile int d = 300;

在上面的例子中，d变量定义为易变的，即每次读取d变量时都需要从它的存储位置中读取，而不是从缓存寄存器中读取。volatile关键字通常用于定义与硬件设备交互的变量。

restrict

restrict关键字用来告诉编译器，一个指针是唯一指向它所指向的对象的，例如：

int *restrict p = (int*)malloc(sizeof(int)*100);

在上面的例子中，p指针被定义为指向100个整数的动态内存，使用restrict关键字告诉编译器，p指针是唯一指向这100个整数的，其它指针都不能访问这100个整数。

总结

存储类和类型限定符是在C语言中用于限制变量的存储位置、生命周期、类型和取值范围的关键字。auto、register、static和extern关键字用来定义变量的存储类，const、volatile和restrict关键字用来定义变量的类型限定符。通过合理使用这些关键字，我们可以更好地控制变量的属性和作用范围，使程序更加安全和高效。