C语言基本概念及其辨析

### C语言基本概念及其辨析 #### 1. 关键字`static`的作用 在C语言中，关键字`static`有三个主要作用： - **在函数体内：** 当一个变量被声明为静态(`static`)时，在函数调用过程中，该变量的值在函数退出后仍保持不变。这意味着即使函数返回，下次再调用该函数时，静态变量依然保留上次调用结束时的值。 - **在模块内（但在函数体外）：** 如果一个变量在模块内（即文件内）被声明为静态，则它可以被该模块内的所有函数访问，但不能被其他模块的函数访问。这种变量称为“本地全局变量”或“模块级静态变量”。 - **在模块内的函数声明：** 如果一个函数在模块内被声明为静态，则该函数只能被该模块内的其他函数调用，不能被其他模块的函数调用。这使得该函数的作用域被限制在声明它的模块内部。 #### 2. 引用和指针的区别 C语言中没有引用的概念，这里提到的“引用”实际上是C++中的特性，但为了理解方便，我们可以将其与C语言中的指针进行比较： - **初始化：** 引用必须在定义时初始化，并且一旦初始化就不能更改引用的对象；而指针可以在定义时不初始化，之后可以随时改变所指向的对象。 - **空值：** 引用必须引用一个对象，不存在指向空值的引用；指针则可以指向空值。 - **改变指向：** 引用初始化后不能更改引用的对象；指针可以通过赋值操作改变指向的对象。 #### 3. .h头文件中的`ifndef/define/endif`的作用 `ifndef/define/endif`的作用是防止头文件被重复包含。具体来说，当头文件首次被包含时，预处理指令会检查宏是否已被定义。如果没有定义，则定义该宏并包含头文件的内容；如果已经定义，则跳过该头文件的内容，从而避免了重复定义的问题。 #### 4. `#include <file.h>`与`#include "file.h"`的区别 - `#include <file.h>`：此形式通常用于包含标准库头文件。编译器会在标准系统目录下搜索指定的文件。 - `#include "file.h"`：此形式用于包含用户自定义的头文件。编译器首先在当前源文件所在目录下搜索指定的文件，如果找不到，则再到标准系统目录下搜索。 #### 5. 全局变量与局部变量在内存中的区别 - **全局变量**：存储在静态数据区中，其生命周期贯穿整个程序运行过程。 - **局部变量**：存储在栈中，其生命周期仅限于函数的执行过程。 #### 6. 堆栈溢出的原因 - **没有回收垃圾资源**：例如在循环中不断分配内存而没有释放，最终导致内存耗尽。 - **层次太深的递归调用**：递归调用会不断消耗栈空间，如果递归深度过大，会导致栈空间不足。 #### 7. 不能声明为虚函数的函数 在C++中，构造函数不能声明为虚函数，这是因为构造函数主要用于初始化对象，而虚函数是为了实现多态性，构造函数无法在派生类中重写。 #### 8. 队列与栈的区别 - **队列**：先进先出(FIFO)原则，新元素添加到队尾，删除操作发生在队首。 - **栈**：后进先出(LIFO)原则，新元素添加和删除都在栈顶进行。 #### 9. 不能作为`switch()`参数的类型 `switch()`语句的参数不能为浮点数或双精度数等实数类型，只能接受整数类型或枚举类型的值。 #### 10. 局部变量和全局变量能否重名 可以重名。当局部变量与全局变量同名时，局部变量会覆盖全局变量，即局部变量在函数内部优先级更高。如果需要使用全局变量，则需要使用作用域解析运算符`::`。 #### 11. 如何引用一个已经定义过的全局变量 可以通过以下两种方式引用已定义的全局变量： - **引用头文件**：如果全局变量在头文件中声明，可以通过包含该头文件来引用全局变量。 - **使用`extern`关键字**：通过声明一个外部变量来引用全局变量，这种方式允许在不定义的情况下使用变量。 #### 12. 语句`for(;;)`的意义 `for(;;)`表示一个无限循环，相当于`while(true)`。循环条件永远为真，因此除非在循环体内部有显式的`break`或`return`语句，否则循环将持续执行。 #### 13. 程序的内存分配 - **栈区**：用于存储函数的参数值和局部变量。 - **堆区**：用于动态分配内存，如通过`malloc()`、`calloc()`等函数分配的内存。 - **全局区**：用于存储全局变量和静态变量。 - **文字常量区**：用于存储字符串常量等不可变的数据。 - **程序代码区**：用于存储程序的机器码。 #### 14. 三种基本的数据模型 根据数据结构的不同，数据模型可以划分为： - **层次模型**：采用树形结构表示实体及实体间的联系。 - **网状模型**：允许一对多的关系，形成网状结构。 - **关系模型**：采用二维表格的形式表示实体及实体之间的联系。 #### 15. 结构和联合的区别 - **结构**：结构体是由多个不同数据类型的成员组成的集合，每个成员都有自己的存储空间，因此结构体中所有成员同时存在。 - **联合**：联合体也是由多个不同数据类型的成员组成的集合，但所有成员共享同一块存储空间，因此任何时候只有一个成员被激活。 #### 16. 内存分配方式及其区别 - **静态存储区域分配**：在程序编译时就分配好的内存，这部分内存在整个程序运行期间都存在，例如全局变量和静态变量。 - **栈上创建**：在函数执行时为局部变量分配的内存，函数执行结束后自动释放。 - **从堆上分配**：动态分配的内存，通过函数如`malloc()`分配，需手动释放。