C 语言学习笔记：变量与常量

​在 C 语言的学习旅程中，变量与常量是基础且关键的知识点。理解它们的概念、定义方式、命名规则以及作用域，对于后续深入学习 C 语言编程至关重要。本文将围绕这些方面展开详细介绍。

一、变量与常量的定义

在编程世界里，变量和常量是两个基础概念。简单来说，内容会改变的量就是变量，而内容不可变的量则是常量。用生活中的例子来理解，变量就如同汽车行驶的速度，会因路况、驾驶习惯等因素而变化；常量则像一年的月份数量，始终固定为 12 个 ，不会轻易改变。

二、变量的命名规则

变量的命名不是随意为之，需要遵循一定规则：

1. 见名知意：这是非常重要的一点。一个好的变量名应该能够清晰地表达该变量的用途，这样在阅读和维护代码时，其他人（包括未来的自己）能迅速理解代码含义。比如，用studentAge表示学生的年龄，用userName表示用户名，看到变量名就能知道它所代表的数据内容。
2. 字符组成限制：变量名只能由字母、数字和下划线组成，并且不能以数字开头。像123abc这样以数字开头的名称是不合法的变量名，而abc123、_abc、abc_123等则是符合规则的。
3. 避免使用关键字：C 语言中有一些具有特殊含义的关键字，如int、return、if等，这些关键字不能用作变量名，否则会导致编译错误。

此外，常见的命名风格有驼峰命名法（如studentAge）和下划线命名法（如student_age） 。不同的命名风格在不同的编程环境和团队中可能有不同的偏好，但只要保持一致性，都能有效提高代码的可读性。

三、定义变量的方法

在 C 语言中定义变量时，有一些要点需要注意：

1. 赋初始值：一定要给变量赋初始值，否则使用未初始化的变量可能会导致不可预期的结果。例如，当你定义一个int类型的变量num却未初始化，直接使用printf("%d", num);输出时，可能会得到一个随机的数值，因为未初始化的变量在内存中的值是不确定的。
2. 避免重名：在相同的作用域内，变量名不能重复定义，否则会造成混淆，导致编译错误。

下面是一个定义变量的示例代码：

#include <stdio.h>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main() {
    // 变量定义的注意部分：
    // 1. 一定要赋初始值，防止使用未初始化的变量导致不可预期的结果
    // 2. 不能重名，避免造成混淆和编译错误

    // 身高、体重为浮点型数据
    double height = 1.8;
    double weight = 135;
    printf("身高: %.2f\n", height);
    printf("体重: %.2f\n", weight);
    return 0;
}

在这段代码中，定义了height和weight两个double类型的变量，并分别赋予初始值，然后使用printf函数输出变量的值。

四、变量的分类与作用域

变量主要分为局部变量和全局变量，它们的作用域有明显区别。

1. 局部变量：局部变量就像是在某个房间里使用的工具，只能在这个房间（{ }）内发挥作用。一旦离开了这个{ }，变量就会从内存中销毁。例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main() {
    {
        int a = 10;
        printf("局部作用域内 a 的值: %d\n", a);
    }
    // a 在局部范围外，下面这行代码会导致编译错误
    // printf("局部作用域外 a 的值: %d\n", a);
    return 0;
}

在上述代码中，a是在{ }内定义的局部变量，在{ }外尝试访问它会引发编译错误。

2. 全局变量：全局变量类似于公共区域的设施，整个房子（整个工程）里的人都能使用。它的作用域涵盖了同一个文件内的不同函数，甚至不同文件内的函数（前提是通过extern关键字声明）。例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

// 全局变量
int a = 10;

void test() {
    // test方法内部可以使用
    printf("test函数中 a 的值: %d\n", a);
}

int main() {
    test();
    // main方法内部可以使用
    printf("main函数中 a 的值: %d\n", a);
    return 0;
}

在这个例子中，a是全局变量，在test函数和main函数中都能正常访问和使用。

如果在不同文件中使用全局变量，可以通过extern关键字来声明。假设在database.c文件中定义了全局变量a：

// database.c文件内容
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
// 定义全局变量
int a = 20;

在另一个 C 文件中，就可以这样使用：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

// extern 关键字表明 a 是一个在其他地方定义的全局变量
extern int a;

void test() {
    printf("test函数中 a 的值: %d\n", a);
}

int main() {
    test();
    printf("main函数中 a 的值: %d\n", a);
    return 0;
}

需要注意的是，当全局变量和局部变量名称相同时，在局部变量的作用域内，以局部变量赋的值为准。

五、常量的定义

在 C 语言中，常量有多种类型，常见的包括字面常量、const修饰的常量、#define宏定义的标识符常量以及枚举常量。

1. 字面常量：就是直接写在代码中的常量值。例如：

int age = 10;
char name[12] = "张三";
char gender = 'M';

这里的10、"张三"、'M'都是字面常量。

2. const 修饰的常量：使用const关键字修饰的常量，一旦赋值后就不能再更改。通常为了提高代码可读性，const常量的命名习惯采用全大写。例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main() {
    // 常量是一种特殊的变量，赋了值后不能更改！ 
    // const 的命名规则：全大写，提高代码可读性
    const double PI = 3.14; // 圆周率
    const double E = 2.71828; // 自然对数
    printf("圆周率: %.2f\n", PI);
    printf("自然对数: %.5f\n", E);

    // 尝试修改 const 常量会导致编译错误
    // PI = 3.15; 
    return 0;
}

如果尝试取消注释PI = 3.15;这行代码，编译时会报错，因为const修饰的常量不允许被修改。

3. #define 宏定义的标识符常量：#define是 C 语言中的预处理指令，用于定义标识符常量。它的工作原理是在编译之前进行简单的文本替换。例如：

#include <stdio.h>
// 全局常量
// 标识符常量
// 易错点说明：
// 1. 不能添加 ;，因为 #define 是简单的文本替换，添加分号会导致替换后的代码出现语法错误
// 2. 不能写成 PI = 3.14，#define 不是赋值语句
#define PI 3.14
#define AGE 18
#define COUNTRY "中国"

int main() {
    printf("圆周率: %.2f\n", PI);
    printf("年龄: %d\n", AGE);
    printf("国家: %s\n", COUNTRY);
    return 0;
}

在使用#define定义常量时，要注意不能添加分号，也不能写成类似赋值的形式，如PI = 3.14，这不符合其语法规则。

4. 枚举常量：使用enum关键字定义枚举常量，它用于将有穷集合的所有数据一一罗列出来。枚举常量默认从 0 开始依次递增，也可以手动赋值。例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

// 定义性别枚举类型
enum Gender {
    MALE,      // 男，默认值为0
    FEMALE,    // 女，默认值为1
    SECRECY    // 保密，默认值为2
};

int main() {
    // 枚举：将有穷集合所有数据，一一罗列出来
    // 有穷集合：数据有限
    int age = 10;
    // 定义枚举类型的变量 
    enum Gender gender = FEMALE;
    if (gender == MALE) {
        printf("性别是：男性\n");
    } else if (gender == FEMALE) {
        printf("性别是：女性\n");
    } else {
        printf("性别是：保密\n");
    }
    return 0;
}

在这个例子中，定义了Gender枚举类型，包含MALE、FEMALE、SECRECY三个枚举常量，并定义了gender变量，根据其值进行不同的输出。如果想要手动赋值，可以这样写：

enum Color {
    RED = 1,
    GREEN = 2,
    BLUE = 3
};

这样RED的值就是 1，GREEN的值是 2，BLUE的值是 3 。

通过对变量和常量的深入学习，我们为进一步掌握 C 语言编程打下了坚实的基础。在后续的学习中，我们将继续探索 C 语言的其他重要特性。

希望这篇学习记录能对正在学习 C 语言的小伙伴们有所帮助，如有错误或不足之处，欢迎大家在评论区指正交流！​