[C++知识库]C语言关键字（3）

写在前面

之前我零零散散的写了谈了一些关于C语言关键字的内容，今天想和大家集中分享一下。这些都是我看一些是视频解说和一些书籍总结出来的，里面的内容深度也比较高，但是比较简单。一些内容是我们有时没有注意到的，我会尽量涉及到。由于能力有限，有什么错误疏漏的地方还请多多担待。

void关键字

我们先来谈谈在你平常遇到void的方式都有哪几种？一般情况而言，有下面连种方式。

• 告知编译器这个返回值无法接收
• 作为形参列表,告知编译器or程序员不能传递参数

//无返回值
void func(int a)
{

}

//表明函数不用传入参数  
int func2(void)
{

	return 0;
}

void是否可以定义变量

我们先来看看代码是不是会报错.最后再看原理.

int main()
{
	void a;
	return 0;
}

这个结果很明显,编译就过去,那我们就不得不疑惑了,为什么void不可以定义变量,首先我们要明白一件事,变量的存在需要给变量开辟空间用来存储数据.void不能够开辟空间.

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(void));
	return 0;
}

我们会发现,在VS2013上,void类型没有开辟空间,所以它是不能定义变量的.有的人可能会对Linux环境下感兴趣,我们也来看看吧.代码和上面的一样,这里我就给出结果了.

我们可以轻易地发现,在Linux环境下,void开辟了一个空间,这是不是意味着在Linux环境下,void可以定义变量,很抱歉,这还是不可以的,即使Linux开辟了空间,但是编译器会认为它是空类型,禁止给它定义变量.

那么Linux为何什么环境下可以开辟空间,实际上gcc编译器不仅仅支持C语言标准,它还扩充乐意GNU计划,里面的内容大家有兴趣看看读读文档.

void*

一般而言,这就是我们接触到所有的void的应用了,不过要是你模拟实现过C语言的qsort,你会发现另一个应用,void*,我们也遇见过使用maollc或者realloc开辟空间的时候最好给他们强制类型转换成我们想要的指针类型,那么这里我们就会很好奇,malloc函数的返回类型是什么?为何可以变成我们想要的任意指针类型.我们看看它的函数.

我们发现它的返回值是void* ,可是我们知道int*,float* ,那么请你告诉我void*究竟是神马玩意?

void* 也是指针,我们它可以接受任意类型的指针,也可以强制类型转换成任何类型的指针,由于我们都知道指针在32位平台下是4个字节,64位是8个字节.我们不知道malloc要开辟的空间指向什么类型,但是我们可以强制类型转换.

我们来看看void*在32位平台下占据多少个字节.

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%d", sizeof(void*));
	return 0;
}

void*是不是可以解引用

解引用的作用是使得指针变成相对应的类型,我们就开始疑惑了,void*是不是也可以解引用.

int main()
{
	//printf("%d\n", sizeof(void));
	int a = 0;
	void* pa = &a;
	*pa;
	return 0;
}

我们可以发现,在Linux和Windows环境下,void*都不能解引用.这一点很重要的.

void*是不是可以加减整数

谈完了解引用,我们需要仔细的看看是不是加减帧整数,这里以加1来具体举例,要是它可以加减整数,加1跳过几个字节?和上面一样,都是在双环境下测试.

int main()
{
	int a = 0;
	void* pa = &a;
	void* pb = pa + 1;
	printf("%d", pb - pa);
	return 0;
}

在Windows环境,void都会不开辟空间,我们之前int* 加1跳过的是4个字节,那时=是因为int本身占据4个字节,void在Windows环境下是不会开辟空间的,它怎么跳?

在Linux环境下就可以很好理解了,void开辟了一个空间,所以void*+1会跳过一个字节.

const关键字

我想问一下,你在C语言中遇到过这个关键字字吗,你真的了解它的原理吗?还是说你就用它来修饰一个变量?今天我将带你好好的看看它详细的用法.

const修饰变量

这个我们知道,不就是修饰一个变量使它变成常变量,那么请你告诉我,常变量是变量还是常量?你怎么验证?

首先常变量是一个变量,只是拥有常量的属性,但是本质还是变量.,我们在C89标准下不支持变长数组,也就是说我们定义数组长度的时候必须是常量,要是常数变量是常量,那么编译器一定不报错.

int main()
{
	const int cap = 10;
	int arr[cap] = { 0 };
	return 0;
}

在Linux环境下我们出现了两种共情况,我们分别列出.

跑得过,可以编译和运行.原因是Linux 中除了C标准之外,还应用的GNU标准的C

int main()
{
	const int cap = 10;
	int arr[cap];
	return 0;
}

出现报错 报错 : 可变大小的对象可能未初始化，这是由于gcc支持变长数组，变长数组规定 不能够初始化为.

int main()
{
	const int cap = 10;
	int arr[cap] = {0};
	return 0;
}

从这里就可以看出,const修饰的变量就是一个变量,那么const不就是一个没有用到的东西吗?非也非也,我们是不是有这种情况,我们定义了了一个变量,不希望自己或者其他人对他进行修改,该怎办?const就可以解决这个问题.

int main()
{
	const int cap = 10;
	cap = 20;
	//int arr[cap] = { 0 };
	return 0;
}

const修饰变量的原理

我么就很疑惑,难道const修饰的变量就真的没有办法更改吗?要是不能修改,和常量又有什么区别!!!,所以说它是一定可以修改的,下面就是一种修改方法.我不直接改变它的值,我找到他所在的空间,我把它空间的里面的只给改了,这样就可以间接修改了const修饰的的变量.

int main()
{
	const int cap = 10;
	int* p = ∩
	*p = 20;
	printf("%d\n", cap);
	return 0;
}

到这里我们就要考虑const的原理了，用const修饰变量就像我们把一袋金子放到屋子里面，我们把屋子的门给锁上，这样就不害怕有小偷来偷走它了.但是现在的小偷很聪明,既然我从门进不去,但是我看到窗户没有上锁,我从这爬进去,虽然方式不同,但是我还是拿到了金子.const就相当于那把门锁.

const存在的意义

1、让编译器进行修改时的检查

2、让其他程序员看到,提醒他不要不要修改这个值

真正的常量

我们刚才谈了变量,这里给大家看看什么是真正的常量.像1,2,3…这些都是常量,这里还有一个字符串常量.

const 的不能修改是指对编译器而言的,而“abcdef”是在字符串常量区，是系统不让修改的

int main()
{
	char* p = "hello";//常量字符串
	*p = 'H';
    printf("%c", p);
	return 0;
}

const与指针

上面的都太简单了,这里我们需要看看const的进阶部分.在这里之前,我们知道下面两种修饰是一模一样的,那么

const int cap = 10;
int const cap = 10;

那么我们是不是可以通过const来说修饰指针.看看他们会有什么区别吧.你来看看下面的代码有什么区别吗?

int main()
{
	int a = 0;
	const int* pa = &a;
    int const *pb = &a;
	int* const pc = &a;
    const int* const pd = &a;
	return 0;
}

这是什么鬼?不是为难我胖虎吗?大家先不要着急,我们一个一个来分析.

const int* pa = &a 和 int const *pb = &a

他们都是const离 最近,所以const int pa = &a 和 int const *pb = &a 中const修饰的是 * ，也就是说 pa 和 pb不能够进行解引用.

int main()
{
	int a = 0;
	const int* pa = &a;
	*pa = 10;
	return 0;
}

但是p可以指向另外的地址

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 20;
	const int* pa = &a;
	pa = &b;
	return 0;
}

int* const pc = &a;

const里pc最近,所以const修饰的是 pc,也就是说pc可以解引用，对所指的空间再次赋值，但是不能再次指向其他空间

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 20;
	
	int* const pc = &a;
	*pc = 20;
	pc = &b;
	return 0;
}

const int * const pd = &a;

两个都被const修饰了,所以既不能解引用又不能再次指向.

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 20;
	
	const int * const pd = &a;
	*pd = 20;
    pd = &b;
	return 0;
}

总结：

const与谁靠的近，就修饰谁,谁就不可以再次改变

static关键字

关于staic关键字,我有很多想和大家分享的,它是在太让我们忽略了,即使是现在我还需要借助我以前的笔记来写这篇博客.我脑子就记住了一个,static修饰局部变量改变它的生命周期,不改变作用域.下面是我总结的一些static的作用.

1. 修饰局部变量
2. 修饰全局变量
3. 修饰函数

修饰局部变量

static修饰局部变量改变它的生命周期,不改变作用域,我们先来看看代码和现象.

void fun()
{
	int a = 1;//不用 static修饰
	a++;
	printf("%d ",a);
}

int main()
{
	int i = 0;
	while (i < 10)
	{
		fun();
		i++;
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

void fun()
{
	static int a = 1;  // static修饰,在程序运行前只进行一次初始化
	a++;
	printf("%d ",a);
}

int main()
{
	int i = 0;
	while (i < 10)
	{
		fun();
		i++;
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

从现象我们可以看出，static 修饰的变量的 空间没有被销毁，否则不会打印出3 4 5… 我们证明一下，看看打印出来a的值是

可以看出，a的值是确定值，其地址没有被销毁,那么我们可以得到static改变的局部变量的生命周期

那么作用域变了没有？ ------- 作用域没有改变.

为什么static可以改变局部变量的生命周期？

static修饰的局部变量，会在全局数据区或者静态数据区开辟空间（编译器的不同），这就造成了static可以改变局部变量的生命周期。

详细的可以看一下C程序地址空间

为什么函数和全局变量可以跨文件访问

在谈这个之前,我们需要说一说多文件,为何我们要定义几个文件,我们可以试想一下这样的场景,我们写的函数很多,当我们使用函数的时候发现要找好久,有时还不知道函数的参数和返回值,我们是不是可以定义一个头文件,把自己的写的函数都声明出来.

• .h：我们称之为头文件，一般包含函数声明，变量声明，宏定义，头文件等内容(header)
• .c: 我们称之为源文件，一般包含函数实现，变量定义等

我们写的大型项目一般都是多文件项目，文件与文件之间一定要可以进行跨文件访问，否则，我们不能跨文件，那么“交互”的成本就比较高。但总有些代码需要隐藏，所以出现了static这个关键字。

修饰全局变量

static修饰的全局变量只能在本文件中内被访问，不能被外部文件直接访问.

未用static修饰

用static修饰

全局变量拥有外部链接属性，被static修饰后，外部链接属性好像消失了

修饰函数

先不来谈这个,我们先看卡这种情况,我们在test.c里面定义一个函数,在main.c里面直接调用,什么都不做,这个代码会不会报错.

//test.c
void show()
{
	printf("你可调用到我\n");
}

//main.c

#include <stdio.h>

int main()
{
	show();
	return 0;
}

我在mian.c里面都没有声明这个函数,为毛还会出现正确的关键字?这是怎么回事.这是由于函数具有外部链接属性,当我们连接时,编译器会自动去寻找这个函数.

static修饰的函数和全局变量一样，只能在本文件中内被访问，不能被外部文件直接访问

未用static修饰

用static修饰

那被static修饰的函数如何可以间接访问

在static修饰的函数的文件内，可以再写一个函数调用被static修饰的函数，在外部文件调用该函数，就可以间接调用static修饰的函数了

总结

1. static 修饰局部变量，改变的是生命周期，不改变作用域。
2. static修饰函数，目的在于封装，提高代码的安全性。使用户只能使用该文件，但是不能随意修改里面的代码，static提供项目维护、安全保护。

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