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C语言变量的定义位置以及初始值
在前面的章节中,我们一直将变量定义在 main 函数里面,其实,变量也可以定义在 main 函数外面,例如:

 
  1. #include <stdio.h>
  2.  
  3. //在main函数外部定义变量
  4. int n = 100;
  5. char c = '@';
  6.  
  7. int main(){
  8. //在main函数内部定义变量
  9. float f = 89.5;
  10. char *str = "http://c.biancheng.net";
  11. //输出变量
  12. printf("n: %d\nc: %c\nf: %f\nstr: %s\n", n, c, f, str);
  13.  
  14. return 0;
  15. }
运行结果:
n: 100
c: @
f: 89.500000
str: http://c.biancheng.net

我们在 main 函数外部定义了变量 n 和 c,在 main 函数内部定义了变量 f 和 str,它们都可以通过 printf 输出。也就是说,在函数外部定义的变量在函数内部也可以使用。

在函数外部定义的变量叫做全局变量(Global Variable),在函数内部定义的变量叫做局部变量(Local Variable),它们的区别将会在《C语言函数》一章中详细说明,这里大家只要记住,变量也可以在 main 函数外面定义即可,本节我们重点讲解的是局部变量。

局部变量的定义位置

为了让编译器方便给变量分配内存,C89 标准规定,所有的局部变量(函数内部的变量)都必须定义在函数的开头位置,在定义完所有变量之前不能有其它的表达式。

这种规定太过死板,虽然变量定义在函数开头,但是使用变量可能在函数的尾部,如果函数比较长,那么定义变量和使用变量的距离就有点远了,编写代码或者阅读代码时就要频繁得向前翻看代码,非常不方便,所以后来的 C99 标准就取消了这个限制。

GCC、LLVM/Clang 更新比较快,已经支持到 C99 标准了,局部变量可以在函数的任意位置定义。但是微软编译器更新就比较慢了,VC6.0、VS2010 对 C99 的支持都非常不好,变量仍然要定义在函数的开头位置,不过 VS2015 已经部分支持 C99 标准了,已经取消了这个限制,局部变量的定义位置就随意了。
VS2012、VS2013 没有测试,大家在编写代码时请自己注意这个问题。
如果你还是不明白什么叫“变量的定义位置”,那么请看下面的代码:

 
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3. int a = 100, b = 200, c;
  4. c = a + b;
  5. printf("c=%d\n", c);
  6.  
  7. float d = 23.5, e = 22.899, f;
  8. f = d + e;
  9. printf("f=%f\n", f);
  10.  
  11. return 0;
  12. }
变量 a、b、c 就是在函数开头定义的,它们之前没有“非变量定义”的语句;变量 d、e、f 就不是在函数开头定义的,它们之前有一个加法运算,还有一个 printf 函数的调用。

这段代码可以在 GCC、LLVM/Clang、VS2015 下运行,但是不能在 VC6.0、VS2010 下运行。

更改上面的代码,把所有变量都挪到 main 函数开头定义:

 
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3. int a = 100, b = 200, c;
  4. float d = 23.5, e = 22.899, f;
  5. c = a + b;
  6. printf("c=%d\n", c);
  7. f = d + e;
  8. printf("f=%f\n", f);
  9.  
  10. return 0;
  11. }
这样的代码在任何编译器下都能运行。

变量的默认初始值

一个变量,即使不给它赋值,它也会有一个默认的值,这个值就是默认初始值。

对于全局变量,它的默认初始值始终是 0,因为全局变量存储在内存分区中的全局数据区(我们将在《C语言和内存》专题中讲解),这个区域中的数据在程序载入内存后会被初始化为 0。

而对于局部变量,C语言并没有规定它的默认初始值是什么,所以不同的编译器进行了不同的扩展,有的编译器会初始化为 0,有的编译器放任不管,爱是什么就是什么。请看下面的代码:

 
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3. int a;
  4. float f;
  5. char c;
  6. printf("a=%d, f=%f, c=%d\n", a, f, c);
  7. return 0;
  8. }
在 VS2010 下的运行结果:

a=1323060, f=0.000000, c=115

在 VS2015 下的运行结果:

a=0, f=0.000000, c=109

在 Linux GCC 下的运行结果:

a=32767, f=0.000000, c=0

在 Xcode 下的运行结果:

a=24630, f=0.000000, c=95

iOS 手机编译器下的运行结果:

a=0, f=0.000000, c=0

你看,不同的编译器对局部变量的处理差异很大,有的将 int 类型初始化为 0,有的将 char 类型初始化为 0,有的全部初始化为 0,有的全部放任不管。这就告诉我们,使用局部变量之前一定要手动初始化(赋值),千万不敢假设它的值就是 0,不初始化就使用局部变量会导致匪夷所思的结果。

使用未初始化的局部变量有很大风险,很多编译器会给出警告,提醒程序员注意。

那么,为什么不初始化为 0 的局部变量会有一个奇怪的值?放任不管又意味着什么呢?

变量定义时会给变量分配一块内存空间,如果不对变量进行初始化,那就意味着不对这块内存进行写入操作,这块内存的数据会保持不变,依然是分配之前的数据。这样的数据可能是当前程序在之前的运行过程中产生的,也可能是之前运行过的其它程序产生的,我们根本无法预测这样的数据到底是什么,所以你会看到它是一个毫无意义的值,这样的值是随机的,是垃圾值,没有使用价值。

更改上面的代码,将所有的局部变量手动初始化为 0:

 
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3. int a = 0;
  4. float f = 0.0;
  5. char c = 0;
  6. printf("a=%d, f=%f, c=%d\n", a, f, c);
  7. return 0;
  8. }
大家在以后的编程过程中,请尽量养成这个良好的习惯。
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