深入理解关键字 一（auto,register,static,sizeof）

32个关键字

在c89,c90中存在32个关键字。

数据类型关键字(12个)
char ：声明字符型变量或函数
short ：声明短整型变量或函数
int ： 声明整型变量或函数
long：声明长整型变量或函数
signed ：声明有符号类型变量或函数
unsigned ：声明无符号类型变量或函数
float：声明浮点型变量或函数
double ：声明双精度变量或函数
struct ：声明结构体变量或函数
union ：声明共用体（联合）数据类型
enum ：声明枚举类型
void ：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针

控制语句关键字(12个)

1. 循环控制（5个）

for ：一种循环语句
do ：循环语句的循环体
while ：循环语句的循环条件
break ：跳出当前循环
continue ：结束当前循环，开始下一轮循环

2. 条件语句（3个）

if : 条件语句
else ：条件语句否定分支
goto ：无条件跳转语句

3. 开关语句 （3个）
   switch :用于开关语句
   case ：开关语句分支
   default ：开关语句中的“其他”分支

4. 返回语句（1个）
   return ：函数返回语句(可以带参数，也看不带参数)

存储类型关键字（5个）
auto ：声明自动变量，一般不使用
extern ：声明变量是在其他文件中声明
register ：声明寄存器变量
static ：声明静态变量
typedef ：用以给数据类型取别名(但是该关键字被分到存储关键字分类中，虽然看起来没什么相关性)

其他关键字（3个）
const ：声明只读变量
sizeof ：计算数据类型长度
volatile ：说明变量在程序执行中可被隐含地改变

🛺auto

🍕变量

🤔为什么要存在变量？

计算机对数据进行计算是在CPU内完成的，CPU在处理数据的时候是一个数据一个数据的处理，并不是一下子将所有的数据就处理完了，就好比人吃饭一样，是一口一口的吃。

这个时候就能体现变量的作用了。既然CPU是一个数据一个数据的处理，那些还未处理的数据该如何做呢？当然是通过变量存储起来，需要使用的时候，再去将这个变量传到CPU内。

那这个时候就可以回答上面的问题了。变量存在的意义是存储数据，以供后续使用

🤔变量定义的本质是什么

既然知道了变量的意义，是用来存数据的，那是不是需要空间呢？当然需要。
定义变量的本质是开辟空间，存储数据

需要强调一点，定义只能一次，换句话说，同一个变量只能定义一次，不可以多次定义同一个变量。

在哪开辟空间呢？在内存中开辟空间。

✨局部变量和全局变量

什么是局部变量？
在函数内部或者在{}中定义的变量就叫做局部变量。
那全局变量呢？
在所有函数外部定义的变量叫全局变量。

🎈变量的生命周期

什么是生命周期？从变量定义开始，到变量释放，这一时间段就是变量的生命周期。

🎈局部变量的生命周期

上面有说到，局部变量是在函数内部或者{}定义的变量叫做局部变量。生命周期如何体现呢？
我们来看下图的红色波浪线，以及报错

总结
局部变量的生命周期：进入代码块，形成局部变量[开辟空间]，退出代码块，"释放"局部变量

至于局部变量为什么要释放，这跟它存储位置有关，局部变量存放在栈区，栈区的存放的变量是具有临时性，也就是会释放它所占有的空间。
那局部变量的生命周期就很好理解了，只在它定义的范围内有效。

可以在通过一个例子来理解

可以看到打印结果是0，1，0，1的重复。这是因为test函数中的变量i在不断的定义和释放。

🎈全局变量的生命周期

看到“全局”二字，我们就有所猜测了。
全局变量的生命周期是跟随程序的整个进程。也就是说只要程序存在，全局变量就“活”着。

这也和全局变量的存储位置有关，它存放在全局数据区，放在全局数据区的数据，都是会和程序”同生共死“。

🎈变量的作用域

作用域是指该变量的可以被正常访问的代码区域。
也可以这样理解，作用域是该变量能够影响的范围。

局部变量：只在本代码块内有效
全局变量：整个程序运行期间，都有效

看到这你可能会疑惑，感觉生命周期和作用域是一个东西，其实不是。待会讲到static，在去讲这两者会更好理解。

✨铺垫做完，auto开始

aoto是用来修饰局部变量的，全局变量不可被aoto修饰。
一般都是被省略的。
这个关键字很老了，已经“退休”了，一般不怎么使用

🚗register

🎈铺垫工作：存储分级

知道为什么所有人都买得起电脑吗？是因为存储分级的存在，电脑的价格才降下来的。

我们知道CPU是对数据进行计算的，在计算的时候，CPU一般先从内存中读取数据。读取过来的数据，需要存放，所以CPU是具备一定的存储能力，即通过寄存器来存储这些数据。
寄存器离CPU很近，那么每次CPU获取数据的时候就会很快。

这些和register有什么关系吗？有关系。

💡register作用

可以称register是“最快的男人” ，register修饰变量的作用：尽量将这个变量，存到寄存器中，从而达到提高效率的目的。

哪些变量可以使用register呢？
1.局部变量（全局变量不可使用，因为生命周期随着程序进程，会导致寄存器长期占用）
2.高频使用的变量
3.不需要写入的数据（写入就需要回内存，这样用register修饰还有何意义呢）
如果使用register，不能高频使用，因为寄存器有限。

🤔register修饰的变量能被取地址吗？

答案是不能，地址是内存特有的概念，寄存器不属于内存。

🚕static

✨铺垫工作

🤔变量和函数可以跨文件使用吗？

答案是可以！

函数为什么可以不声明？

程序翻译过程是：预处理–>编译–>汇编–>链接–>可执行二进制文件。

我们只需要了解链接即可，链接的过程是将多个文件整合在一起的过程。
这里是将 test.c,test2.c和stdio.h整合在一起。
test.c中主函数中调用show函数的时候没有找到，但是在链接后，可以找到show这个函数，所以可以调用它。

全局变量如果不声明的话，是会报错的，还没走到链接这一环节，就报错了。

所以函数和变量是可以跨文件使用的！
一般的我们也要将函数的声明写上。

🎈头文件的引入

假如现在有一百多个文件，一百多个文件中都有全局变量，和函数。

这一百多个文件中每个文件要使用其他文件的函数和全局变量，那每个文件中，都需要写对应函数变量的声明。

声明还好，如果你对函数或者全局变量进行修改，那么对应的声明也要修改，这样的维护成本太高。

为了解决这个问题就引入了头文件。头文件里放声明，其他文件来引用这个头文件，那么维护成本就大幅度降低。

那头文件（自定义的头文件）一般都放些什么呢？
1.头文件（库函数的头文件）
2.函数声明，全局变量的声明
3.宏定义
4.结构体，联合体，枚举

右击–>添加–>新建项–>选中头文件

头文件的引用，自定义头文件的一般使用“”，库函数的头文件一般用<>。

在vs2019中新建一个头文件
会默认有一段代码#pragma once这是一个预处理命令，作用是防止头文件被多次引用。
如果没有这段代码，可以手动加上。
三子棋、五子棋多文件实例

💡static修饰全局变量和函数

我们已经知道了，全局变量和函数是可以跨文件的，如果我不想让它们跨文件该如何？就是用static修饰。

🎈static修饰全局变量

作用是改变了全局变量的作用域，只能在本文件中有效。外部文件不能直接使用，全局变量的生命周期没改变！

🎈static修饰函数

作用是该函数只能在本文件中有效，外部文件不能直接使用。

🎈static修饰局部变量

static修饰局部变量的作用是：改变该变量的生命周期，由局部的变为全局性的。但是作用域没有改变！

这个时候就可以很好的区分生命周期和作用域的概念了

第一张图：k在不断的定义释放，所以结果都是1。（进函数定义，出函数销毁）
第二张图：我们可以看到定义只发生了一次，没有被销毁！

为什么说只定义了一次，没有被销毁？因为打印的时候1只出现了一次，也就验证了上述所说的。

这里就是生命周期发生改变了，从原来的临时性变为全局性。
相应的存储位置也发生了变化。由原来的栈区存储，改为在全局数据区存储。

通过下面一张图来看看，作用域发生改变了没有。

可以发现作用域是没改变的，尽管k的生命周期变成了全局性，但是它影响的范围只在test函数中，也是其对应的代码块内。

🚌sizeof

sizeof的作用是求元素类型的大小。元素的类型不仅仅是指int,double,这类内置类型，也包括其他复杂类型。
比如说，int(*)[10], int[10]…

🎈sizeof返回值的问题

其次要注意sizeof的返回值类型是 unsigned int 通过下面题带你理解

因为sizeof返回的结果是无符号的，在和i进行运算的时候中间发生了算数转换。i从原来的有符号整形提升为无符号整形。

🤔sizeof 是函数吗？

sizeof不是函数，是关键字，也可以说是操作符。

验证了sizeof求的是类型的大小。

两个关键字不可以连用，需要带上（）

验证了sizeof不是函数！ 因为函数需要()

🤔sizeof中的表达式计算吗？

答案是不计算，为什么呢？上面有讲到程序的翻译过程
预处理–>编译–>汇编–>二进制可执行程序。
sizeof在编译的时候，就能知道类型的大小，并且将计算的结果赋值给b，在编译后面的环节中，就没有sizeof了，所以sizeof它压根不在意表达式是什么。

🎉总结

auto是用来修饰局部变量的，一般省略。

register作用是尽量将修饰的变量，放到寄存器中，提高效率。

static修饰全局变量，该变量的作用域发生改变，生命周期未改变，只在本文件中使用，不能被外部文件直接使用。

static修饰函数，该函数只能在本文件中使用，不能被外部文件直接使用。

static修饰局部变量，该变量的生命周期变为全局生命周期，但其作用域未发生改变。

sizeof求元素类型所占的空间大小，单位是字节。