C语言深度解剖：关键字

第一个C语言程序
内存
定义与声明
- 变量是什么
- 为什么要定义变量
- 定义变量的本质
- 定义声明
关键字 - auto
- 局部与全局变量
- 作用域 vs 生命周期
- auto
关键字 - register
- 寄存器本质
- register 修饰变量
1、多文件
- 1.1、变量声明
- 1.2、头文件包含内容
- 1.3、函数声明
1.4、跨文件
2、static
1、sizeof
2、数据存储
- 2.1、原反补
- 2.2、整形存储的本质
- - 数据存储
  - 十进制-二进制
  - 二进制-十进制

《C语言深度解剖》

32个关键字 - C90标准

第一个C语言程序

#include <stdio.h>// 文本文件 - 可执行程序（二进制文件） - 双击启动该程序
// 生成可执行程序并运行int main()
{printf("hello world!\n");return 0;
}

内存

在win中，双击的本质运行程序，是将程序加载到内存中
任何程序是在被运行之前必须被加载到内存中

程序没有被加载的时候，在硬盘中
加载在内存中，因为快

定义与声明

变量是什么

在程序运行时开辟，用来保存数据

为什么要定义变量

因为数据不会立即被处理，需要暂时保存起来

定义变量的本质

所有变量，本质都是在内存中开辟空间，因为程序已经被加载到内存

定义声明

定义：开辟空间

声明：告知

关键字 - auto

局部与全局变量

局部变量：只在本代码块内有效

全局变量：整个程序运行期内，都有效

作用域 vs 生命周期

作用域：该变量的有效区域

生命周期：进开辟，出释放

auto

auto一般用来修饰局部变量

// test
#include <stdio.h>int main()
{for(int i = 0; i < 10; i++){printf("i = %d\n", i)if(1){int j = 1;printf("before: %d\n", j);j++;printf("after: %d\n", j);}}return 0;
}

关键字 - register

寄存器本质

在硬件层面上，提高计算机的运算效率，因为不需要从内存里读取数据了

register 修饰变量

尽量将所修饰的变量，放入CPU寄存区中，从而达到提高效率的目的

采用register的变量：

局部的
不会被写入的
高频被读取的
寄存器数量有限，编译器自动判断

register修饰的变量，不能取地址，因为已经在寄存器中了

1、多文件

1.1、变量声明

// test.c
int g_val = 100;// main.c
#include <stdio.h>extern int g_val;int main()
{printf("%d\n", g_val);return 0;
}// extern int g_val = 100; //err
// 申明并没有开辟空间
// =100 赋值或者初始化
// 所有的变量声明的时候，不能设置初始值

1.2、头文件包含内容

1、h基本都是要被多个源文件包含

2、头文件包含内容：

C头文件
所有的变量的声明
#define 类型typedef，struct

3、头文件可能会被重复包含的问题解决方案：

加 #pragma once

1.3、函数声明

// test.h
#include <stdio.h>extern void show();// test.c
void show()
{printf("hello show()!\n");
}

1.4、跨文件

1、全局变量，全局函数 - 都可以跨文件被访问

2、有一定规模的项目，一定是多文件的，多个文件之间后续一定要进行数据“交互”，如果不能跨文件，“交互”成本较高

2、static

1、修饰全局变量，该变量只能在本文件内被访问，不能被外部其他文件直接访问

2、修饰函数，该函数只能在本文件内被访问，不能被外部其他文件直接访问

3、修饰局部变量，更改局部变量的生命周期，作用域不变

项目维护提供安全保障

1、sizeof

sizeof - 确定一种类型对应在开辟空间的时候大小

#include <stdio.h>int main()
{int a = 10;printf("%d\n", sizeof(a)); // 4printf("%d\n", sizeof(int)); // 4printf("%d\n", sizeof a); // 4// printf("%d\n", sizeof int);  //err// sizeof 不是函数return 0;
}

C中为什么要有类型：

本质对内存进行合理化划分，按需索取
类型为什么在C中有这么多种：

应用场景不同，解决应用场景对应的计算方式不同，需要空间的大小也是不同的。本质：用最小成本，解决各种多样化的场景问题。

#include <stdio.h>int main()
{int *p = NULL;int arr[10];int *test[3];printf("%d\n", sizeof(p)); // 4printf("%d\n", sizeof(arr)); // 4*10 printf("%d\n", sizeof(test)); // 4*3return 0;
}

2、数据存储

2.1、原反补

int main()
{int b = -20;// 16+4  16:2^4(10000)  4:2^2(100)// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 原码// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1011 反码+1// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100 补码
}

无符号数 - 原反补相同
求补码方法：

方法一：补码减一得反码反码按位取反得原码

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100 补码

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1011 反码

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 原码
方法二：按规则加一取反

计算机硬件完成，原反补

可以使用一条硬件电路完成转化

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100 补码

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0011 反码+1

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 原码

2.2、整形存储的本质

数据存储

unsigned int b = -10;

定义变量并做了初始化

将内容转化成二进制

补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

整形存储的时候，空间是不关心内容的

在将数据保存在空间内的时候，数据已经被转化成二进制

类型决定了如何解释空间内部保存的序列

变量存的过程：字面数据必须先转成补码，再放入空间当中。所以，符号位完全看数据本身是否携带±号，和变量是否有符号无关

变量取的过程：取数据一定要先看本身类型，然后再决定要不要看符号位。如果不需要，直接二进制转成十进制，如果需要，则需要转成原码，然后才能识别。

十进制-二进制

1 -> 2^0

10 ->2^1

100 ->2^2

1000 ->2^3

1后面加n个比特位就是2^n

如67

67 - > 64+2+1

2^6 2^1 2^0

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0011

二进制-十进制

0000 0000 0000 0000 0000 0010 0100 0011

2^9 + 2^6 + 2^1 + 2^0 = 512+64+3 = 579