C语言中全局数组和局部数组的问题

下面我就来详细讲解一下“C语言中全局数组和局部数组的问题”的完整攻略。

全局数组和局部数组概念及区别

全局数组

全局数组是定义在程序的外层，函数的外面，不属于任何函数；访问全局数组时，不需要传递数组作为函数参数，就可以在程序的任何地方访问它。全局数组在定义时默认初始化为 0，或者指定初始值。全局数组的作用域为整个程序，生命周期和整个程序的生命周期一样长。

局部数组

局部数组是定义在函数内部，函数的内部；它只能在所在函数内部被访问，不能被其他函数访问。局部数组在定义时需要从函数中传递数组作为参数，才能在该函数中使用。局部数组无默认初始化；如果不手动初始化，则默认存储局部垃圾值（随机值）。局部数组的作用域仅限于所在函数内部，生命周期仅限于函数的执行时间。

全局数组和局部数组的比较

优缺点

全局数组的优点是在整个程序中都能被访问和使用，不需要重复定义，提高了代码的重用性和可维护性。缺点是如果有多个函数同时对该全局数组进行操作，容易造成数据写入异常。同时，全局变量多了会使代码可读性和可维护性变得更差。

局部数组的优点是可以避免出现多个函数同时对数组进行操作而产生的数据异常问题；并且能够较快地释放存储在栈区的空间；同时，在只有单一函数需要使用该数组时，能够提高代码的可读性。缺点是不能在函数之外访问该数组，在使用多个函数时需要重复定义相同的数组，造成了一定的代码冗余。

示例说明

下面，我们采用两条示例的方式，进一步探讨全局数组和局部数组的应用场景。

示例1

假设有一个要对不同数值求平均值的程序，可以用全局数组来存储不同的数值，并在不同的函数中调用，如下所示：

#include <stdio.h>

int arr[5] = {2,4,6,8,10}; // 全局数组

float average(int *a, int len){ // 求平均数函数
    int sum = 0, i;
    for(i = 0; i < len; i++){
        sum += *(a+i);
    }
    return (float)sum / len;
}

int main(){
    int N = 5;
    float avg = average(arr, N);
    printf("平均数为：%.2f", avg);
    return 0;
}

在该程序中，变量 arr 是一个全局数组，在 main 函数和 average 函数中都可以访问和使用该数组，解决了不同函数之间无法共享变量的问题；而且代码中只定义了一个数组，避免了定义多个数组而引入代码冗余的问题。

示例2

假如要编写一个计算表达式的程序，可以使用局部数组来进行存储，如下所示：

#include <stdio.h>

int calc(){ // 计算表达式的函数
    char arr[100]; // 局部数组
    int num1, num2, res, i;
    char op;
    printf("请输入一个表达式，如3+4\n");
    scanf("%d%c%d", &num1, &op, &num2);
    if(op == '+'){
        res = num1 + num2;
        sprintf(arr, "%d+%d=%d", num1, num2, res);
    }else if(op == '-'){
        res = num1 - num2;
        sprintf(arr, "%d-%d=%d", num1, num2, res);
    }else if(op == '*'){
        res = num1 * num2;
        sprintf(arr, "%d*%d=%d", num1, num2, res);
    }else if(op == '/'){
        if(num2 == 0){
            sprintf(arr, "除数不能为0");
        }else{
            res = num1 / num2;
            sprintf(arr, "%d/%d=%d", num1, num2, res);
        }
    }else{
        sprintf(arr, "无效的运算符");
    }
    printf("计算结果为：%s\n", arr);
    return 0;
}

int main(){
    calc();
    return 0;
}

在该程序中，变量 arr 是一个局部数组，只能在 calc 函数内部使用；函数中需要对存储在数组中的字符串进行操作，这个时候局部数组是很方便的选择，因为定义局部数组能够有效地避免多段程序同时修改同一内存区域的问题。