我們今天探討C語言變量的定義和初始化。那么我們首先要明確三個(gè)問題。第一，我們要明白什么是變量，或者為什么C語言一定要有變量；第二個(gè)在C語言中如何去表達(dá)這些變量，或者說C語言都有什么類型的變量如何定義這些變量；第三，變量為什么要初始化，以及如何初始化。

第一個(gè)問題，關(guān)于變量，一個(gè)最通俗的理解就是變化的量。本來外在的物質(zhì)世界就是在不斷變化的，不是有句話么：“唯一不變的就是變化”。C語言作為描述客觀世界變化的一種語言，首先就是要有能夠?qū)ν饨缡挛镒兓癄顟B(tài)量化的工具，那么這個(gè)工具就是變量。數(shù)字世界，首先就是量化，這個(gè)是一切后續(xù)工作的基礎(chǔ)。

我們下面拿幾個(gè)常用的變量類型進(jìn)行說明，比如char型變量，它主要是用來應(yīng)對0?– 255之間變化的事物的，比如字符什么的。比如float，浮點(diǎn)型的變量，它主要是量化客觀世界中模擬量的事物，比如汽車的速度、太陽光的強(qiáng)度等等；再比如int型的變量，它的描述范圍就比char型大得多了，它主要是應(yīng)對整數(shù)變化的客觀事物的，比如學(xué)生的個(gè)數(shù)、蘋果的個(gè)數(shù)等等。

那么實(shí)際上，我們說C語言的變量遠(yuǎn)不止這些簡單的數(shù)據(jù)類型，是吧。我們還有數(shù)組，結(jié)構(gòu)體，還有指針、棧、鏈表等等。每種數(shù)據(jù)類型的出現(xiàn)都是為了解決一個(gè)量化的問題，比如指針，它主要是定位量化計(jì)算機(jī)中內(nèi)存尋址問題；比如結(jié)構(gòu)體，它的定位主要是用來描述復(fù)雜事物的，就比如汽車，它不僅有行駛的速度，還有輪子的個(gè)數(shù)，椅子的個(gè)數(shù)等等；再比如棧，它的主要作用是解決任務(wù)切換以及函數(shù)調(diào)用時(shí)，程序現(xiàn)場的保護(hù)問題。

那么也就是說每一個(gè)變量類型或者量化工具類型的出現(xiàn)，都是有原因的，都是為了解決實(shí)際問題的。當(dāng)我們從這個(gè)視角去看這些變量類型和必要性的時(shí)候，我們的理解就會(huì)深刻很多。舉個(gè)例子，比如面向?qū)ο髷?shù)據(jù)類型的產(chǎn)生，就是把方法或者函數(shù)集成到了一個(gè)類型中，這樣就可以更為準(zhǔn)確的去描述客觀事物，比如一個(gè)狗狗，它不僅有一條大尾巴，還可以跑得非常快，大尾巴是數(shù)據(jù)，會(huì)跑且跑得快是方法。面向?qū)ο蟮恼Z言比如C++或者Java，就把這些變量和方法封裝起來，形成一個(gè)新的更為綜合的量化工具，那就是對象。

站在C語言的基礎(chǔ)上，往上看是C++語言等面向?qū)ο蟮?，但是如果往下看，比如到了匯編級別，就是另外一番場景。我們知道匯編語言是最接近機(jī)器的語言，對于某一類型的單片機(jī)，它一般有幾十條特定中匯編指令。但是我們說匯編語言是沒有數(shù)據(jù)類型的，它操作的只有二進(jìn)制類型的數(shù)據(jù)，并沒有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行按照其屬性進(jìn)行分類。沒有根據(jù)屬性對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，其實(shí)也就是說沒有對量化工具進(jìn)行分類，那么人類的大腦就要耗費(fèi)更多的能量去理解匯編程序，人的大腦本身都是很懶的，能省能量肯定是想辦法節(jié)省能量。從這個(gè)角度上的看，匯編語言更像是機(jī)器語言。

但是我們說電腦本身就是機(jī)器，不同匯編語言的指令集才能真正反映各個(gè)芯片架構(gòu)的不同，指令集不同可能對應(yīng)的電路也是不同的。任何高級語言最后還是要在特定的機(jī)器上運(yùn)行的，那也就是說這些高級語言最后還是要翻譯成特定的匯編語言。這個(gè)翻譯的工作就是編譯器要做的事情。另外，軟件的開發(fā)還要有量好的代碼編輯環(huán)境以及調(diào)試環(huán)境（比如支持單步調(diào)試，實(shí)時(shí)查看寄存器及存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)），所以一款新的單片機(jī)是不是好用會(huì)有多方面的因素影響的，也不能只看指令集的執(zhí)行效率。

第二個(gè)問題，C語言都有什么類型的變量呢？我們可以用一張表來大概描述一下，下面這張表對C語言的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行了相對完整的總結(jié)。大家可以看一下，整體的數(shù)據(jù)類型被劃分為四類：基本類型，構(gòu)造類型（組合類型），指針類型還有空類型?；镜臄?shù)據(jù)類型肯定是根本，C語言在級別數(shù)據(jù)類型的基礎(chǔ)上構(gòu)造出更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，用于描述相對復(fù)雜的事物，比如結(jié)構(gòu)體等等。那么C語言就是使用這些相對抽象的基本類型，去量化和描述紛繁復(fù)雜的外部世界的。我們在前面已經(jīng)提到了絕大多數(shù)數(shù)據(jù)類型產(chǎn)生的原因，這里就不再贅述了。如果有還不理解的同學(xué)，可以自己上網(wǎng)去查一查資料。

從下面這幅圖可以看出，不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型器長度是不一樣的，而且同一種數(shù)據(jù)類型在不同的機(jī)器和編譯器編譯下其數(shù)據(jù)長度也是不一樣的。不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，所占據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)發(fā)生不同，這個(gè)是可以理解的。對于相對簡單的事物，比如字符，本來就不需要使用那么長的位數(shù)來表達(dá)，這個(gè)是基本訴求。再一個(gè)，比如對于char類型這種需要較少位數(shù)就可以表達(dá)的可以量化的事物，如果使用int這種長度的數(shù)據(jù)去表達(dá)，本身也是對計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)資源的浪費(fèi)?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，才出現(xiàn)了不同的數(shù)據(jù)類型有不同的長度的現(xiàn)象。我們在實(shí)際編程的時(shí)候，從設(shè)計(jì)的角度上來看，肯定是選擇使用最少的存儲(chǔ)位數(shù)來量化自己要描述的事物，這樣占用的資源才能是最少。當(dāng)程序代碼行數(shù)非常多的時(shí)候，這種差異就會(huì)相對非常明顯了。

下面，我們來探討第三個(gè)問題，變量為什么要初始化以及如何初始化。我們首先解釋一下為什么單片機(jī)數(shù)據(jù)最好要初始化。眾所周知，變量是存儲(chǔ)在RAM中，掉電后即丟失，上電后默認(rèn)全為0。那么這樣的話沒賦初值的變量值全為0，這也應(yīng)該是大家認(rèn)為理所當(dāng)然的。但是實(shí)際上并不是這樣，有些類型的單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位的時(shí)候（包括硬件復(fù)位即按下復(fù)位按鈕，看門狗復(fù)位，以及其它軟件程序復(fù)位），單片機(jī)只是重新跳回到main函數(shù)開始執(zhí)行，而并沒有清空RAM！所以，那些只是定義而沒有賦初值的變量（尤其是全局變量）依然會(huì)使用復(fù)位前留下來的值！那么這樣，程序運(yùn)行可能就會(huì)出現(xiàn)異常的結(jié)果，尤其是指針變量。數(shù)據(jù)有一個(gè)初始的值，整個(gè)程序也就有了一個(gè)初始狀態(tài)，初始狀態(tài)確定了，如果程序設(shè)計(jì)得沒有問題，那么就可以按照既定的規(guī)則跑下去。如果程序錯(cuò)誤發(fā)生在初始位置上，那就太可惜了。大家在編程的時(shí)候，一定要注意這個(gè)現(xiàn)象。

那么下面我們看一下，如何對變量進(jìn)行初始化。不同的變量類型，初始化的方式肯定是不一樣的。首先對于基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型，可以直接初始化成想要的值即可。那么對于數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等類型，初始化的方法就具體問題具體分析，各具特色了。我們下面舉例子進(jìn)行說明。

一維數(shù)組：

int a[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

int a[10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

int a[10] = {0};

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

二維數(shù)組：

int a[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};

int a[3][4] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};

int a[3][4] = {{1}, {5}, {9}};

/*

????1 0 0 0

????5 0 0 0

????9 0 0 0

*/

int a[3][4] = {{1}, {0, 6}, {0, 0, 11}};

/*

????1 0 0 0

????0 6 0 0

????0 0 11 0

*/

int a[3][4] = {{1}, {5, 6}};

/*

????1 0 0 0

????5 6 0 0

????0 0 0 0

*/

int a[][4] = {{0, 0, 3}, {}, {0, 10}};

/*

????0 0 3 0

????0 0 0 0

????0 10 0 0

*/

字符數(shù)組：

char c[10] = {'I', ' ', 'a', 'm', ' ', 'h', 'a', 'p', 'p', 'y'};

char c[2][3] = {{'y', 'o', 'u'}, {'a', 'r', 'e'}};

char c[] = {"I am happy"};

char c[] = "I am happy"; ???//?可以省略花括號(hào)

char c[] = {'I', ' ', 'a', 'm', ' ', 'h', 'a', 'p', 'p', 'y', ''}; //?與上面等價(jià)

char *p;

p = "I love China"; //?正確

char c[14];

c = "I love China"; //?錯(cuò)誤

c[14] = "I love China"; //?錯(cuò)誤

結(jié)構(gòu)體：

struct {

char name[20];

int age;

}student1, student2;

//匿名結(jié)構(gòu)體

struct Student {

char name[20];

int age;

}student1, student2;

//聲明結(jié)構(gòu)體

struct Student {

char name[20];

int age;

}student1 = {"xiaoming", 20};

struct Student student1={.age=12}; // C99可以只對age進(jìn)行初始化，其他變量初始化成零

聯(lián)合體：

union Data {

int i;

char ch;

float f;

}a = {1, 'a', 1.5}; //?錯(cuò)誤，不能同時(shí)初a.ch = 'A'; //?正確

對共用體賦值要指明賦值對象，如

a.f = 1.5; ?//?正確

a.i = 40; ??//?正確

a = 1; ?????//?錯(cuò)誤，沒有指明賦值對象始化3個(gè)

union Data a = {16}; //?正確

union Data a = {.ch='j'}; //?正確?C99新增

枚舉：

第一個(gè)枚舉成員的默認(rèn)值為整型的?0，后續(xù)枚舉成員的值在前一個(gè)成員上加 1。

聲明

enum Weekday {sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat};

定義

enum Weekday workday, weedkend;

賦值

enum Weekday {sun=7, mon=1, tue, wed, thu, fri, sat};

// sun=7, mon=1, tue=2, wed=3, thu=4, fri=5, sat=6

把上述三個(gè)問題到搞清楚后，我們的這篇文章到此就結(jié)束了。

參考資料

(復(fù)制鏈接在瀏覽器打開）

①?C語言數(shù)據(jù)類型總結(jié)?

https://blog.csdn.net/xingjiarong/article/details/46942649

②?C++繼承?

https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-inheritance.html

③單片機(jī)C語言探究--為什么變量最好要賦初值?

https://blog.csdn.net/weixin_34342207/article/details/92999746

④?C語言-定義與初始化總結(jié)?

https://blog.csdn.net/syzdev/article/details/103532435