C语言编程基础：类型定义、语句、声明及作用域详解

# C语言编程基础：类型定义、语句、声明及作用域详解 ## 1. Typedef的使用 Typedef用于定义类型的同义词，而非创建新类型。其声明格式如下： ```c typedef long Blockno, *Blockptr; typedef struct { double r, theta; } Complex; ``` 上述代码中，`Blockno` 是 `long` 类型的同义词，`Blockptr` 是 `long` 指针类型的同义词，`Complex` 是一个包含 `r` 和 `theta` 两个双精度浮点数成员的结构体类型。 使用示例： ```c extern Blockptr bp; extern Blockno; Blockno b; Complex z, *zp; ``` 这里，`b` 的类型是 `long`，`bp` 是指向 `long` 的指针，`z` 是 `Complex` 结构体类型，`zp` 是指向 `Complex` 结构体的指针。 Typedef名称可以在内部作用域中重新声明，但必须提供非空的类型说明符。例如： ```c extern int Blockno; // 重新声明 Blockno ``` ## 2. 类型等价性 两个类型说明符列表等价的条件是它们包含相同的类型说明符集合，同时要考虑到某些说明符可以由其他说明符隐含（如 `long` 单独使用时隐含 `long int`）。不同标签的结构体、联合体和枚举类型是不同的，无标签的联合体、结构体或枚举类型指定唯一类型。 判断两个类型是否相同，需在展开所有typedef类型并删除所有函数参数说明符后，其抽象声明符在类型说明符列表等价的情况下相同，同时数组大小和函数参数类型也很重要。 ## 3. 语句分类 语句主要分为以下几类： - 标签语句（Labeled Statements） - 表达式语句（Expression Statements） - 复合语句（Compound Statements） - 选择语句（Selection Statements） - 迭代语句（Iteration Statements） - 跳转语句（Jump Statements） ### 3.1 标签语句 标签语句的形式如下： ```plaintext labeled-statement: identifier : statement case constant-expression : statement default : statement ``` 标识符标签仅用作 `goto` 语句的目标，其作用域是当前函数。标签有自己的命名空间，不会与其他标识符冲突，也不能重新声明。`case` 标签和 `default` 标签用于 `switch` 语句，`case` 的常量表达式必须具有整数类型。 ### 3.2 表达式语句 表达式语句的形式为： ```plaintext expression-statement: expressionopt; ``` 大多数表达式语句是赋值或函数调用。表达式的所有副作用在执行下一条语句之前完成。如果表达式缺失，则称为空语句，常用于为迭代语句提供空体以放置标签。 ### 3.3 复合语句 复合语句（也称为块）允许在需要一条语句的地方使用多条语句。函数定义的主体就是一个复合语句，其形式如下： ```plaintext compound-statement: { declaration-listopt statement-listopt } declaration-list: declaration declaration-list declaration statement-list: statement statement-list statement ``` 如果声明列表中的标识符在块外部已经有作用域，那么该外部声明在块内暂停，块结束后恢复。同一标识符在同一块内只能声明一次。自动对象的初始化在每次进入块的顶部时执行，按声明符的顺序进行；如果是跳转到块内，则不执行这些初始化。静态对象的初始化在程序开始执行之前仅执行一次。 ### 3.4 选择语句 选择语句用于选择多个控制流之一，包括 `if` 语句和 `switch` 语句： ```plaintext selection-statement: if (expression) statement if (expression) statement else statement switch (expression) statement ``` 在 `if` 语句中，表达式必须具有算术或指针类型，计算表达式的值（包括所有副作用），如果表达式的值不等于 0，则执行第一个子语句；在 `if-else` 形式中，如果表达式的值为 0，则执行第二个子语句。`else` 与同一块嵌套级别中最后遇到的无 `else` 的 `if` 关联，以解决 `else` 歧义问题。 `switch` 语句根据表达式的值将控制转移到多个语句之一，表达式必须具有整数类型。`switch` 控制的子语句通常是复合语句，子语句中的任何语句都可以用一个或多个 `case` 标签标记。控制表达式进行整数提升，`case` 常量转换为提升后的类型，同一 `switch` 关联的任何两个 `case` 常量转换后的值不能相同，每个 `switch` 最多只能有一个 `default` 标签。`switch` 语句可以嵌套，`case` 或 `default` 标签与包含它的最小 `switch` 关联。 ### 3.5 迭代语句 迭代语句用于指定循环，包括 `while`、`do-while` 和 `for` 语句： ```plaintext iteration-statement: while (expression) statement do statement while (expression); for (expressionopt; expressionopt; expressionopt) statement ``` 在 `while` 和 `do-while` 语句中，只要表达式的值不等于 0，就会重复执行子语句，表达式必须具有算术或指针类型。`while` 语句在每次执行语句之前进行测试（包括表达式的所有副作用），`do-while` 语句在每次迭代之后进行测试。 `for` 语句中，第一个表达式只计算一次，用于指定循环的初始化，对其类型没有限制；第二个表达式必须具有算术或指针类型，在每次迭代之前计算，如果其值等于 0，则终止 `for` 循环；第三个表达式在每次迭代之后计算，用于指定循环的重新初始化，对其类型也没有限制。每个表达式的副作用在计算完成后立即完成。如果子语句中不包含 `conti