فئات التخزين في لغة C: تلقائي، خارجي، ثابت، سجل (أمثلة)

ما هي فئة التخزين في C؟

تمثل فئة التخزين إمكانية رؤية متغير وموقعه. وهي تخبرنا من أي جزء من الكود يمكننا الوصول إلى متغير. تُستخدم فئة التخزين في لغة C لوصف الأشياء التالية:

• النطاق المتغير.
• الموقع الذي سيتم تخزين المتغير فيه.
• القيمة المبدئية للمتغير.
• عمر المتغير.
• من يستطيع الوصول إلى المتغير؟

وبالتالي يتم استخدام فئة التخزين لتمثيل المعلومات حول المتغير.

ملاحظة: لا يرتبط المتغير فقط بـ نوع البياناتوقيمتها ولكن أيضًا فئة تخزين.

ما هي أنواع فئات التخزين في لغة C؟

هناك أربعة أنواع من فئات التخزين القياسية. يمثل الجدول أدناه فئات التخزين في C.

فئة التخزين التلقائي في C

تسمى المتغيرات المحددة باستخدام فئة التخزين التلقائي بالمتغيرات المحلية. يشير Auto إلى فئة التخزين التلقائي. يوجد المتغير في فئة التخزين التلقائي بشكل افتراضي إذا لم يتم تحديده بشكل صريح.

يقتصر نطاق المتغير التلقائي على الكتلة المعينة فقط. بمجرد خروج عنصر التحكم من الكتلة، يتم تدمير الوصول. وهذا يعني أن الكتلة التي تم فيها إعلان المتغير التلقائي فقط هي التي يمكنها الوصول إليه.

يتم استخدام الكلمة الأساسية auto لتحديد فئة التخزين التلقائي. بشكل افتراضي، يحتوي المتغير التلقائي على قيمة غير صحيحة.

Example, auto int age;

يعرّف البرنامج أدناه دالة تحتوي على متغيرين محليين

int add(void) {
   int a=13;
   auto int b=48;
return a+b;}

نأخذ برنامجًا آخر يوضح مستوى النطاق "مستوى الرؤية" للمتغيرات التلقائية في كل رمز كتلة والتي تكون مستقلة عن بعضها البعض:

#include <stdio.h>
int main( )
{
  auto int j = 1;
  {
    auto int j= 2;
    {
      auto int j = 3;
      printf ( " %d ", j);
    }
    printf ( "\t %d ",j);
  }
  printf( "%d\n", j);}

الإخراج:

 3 2 1

فئة التخزين الخارجية في C

يشير Extern إلى فئة التخزين الخارجية. يتم استخدام فئة التخزين الخارجية عندما يكون لدينا وظائف أو متغيرات عامة مشتركة بين ملفين أو أكثر.

تُستخدم الكلمة المفتاحية extern لتعريف متغير أو دالة عامة في ملف آخر لتوفير مرجع للمتغير أو الدالة التي تم تعريفها بالفعل في الملف الأصلي.

تسمى المتغيرات المحددة باستخدام كلمة أساسية خارجية كمتغيرات عامة. هذه المتغيرات يمكن الوصول إليها في جميع أنحاء البرنامج. لاحظ أنه لا يمكن تهيئة المتغير الخارجي، فقد تم تعريفه بالفعل في الملف الأصلي.

Example, extern void display();

الملف الأول: main.c

#include <stdio.h>
extern i;
main() {
   printf("value of the external integer is = %d\n", i);
   return 0;}

الملف الثاني: original.c

#include <stdio.h>
i=48;

النتيجة:

 value of the external integer is = 48

لتجميع وتشغيل التعليمات البرمجية أعلاه، اتبع الخطوات التالية

الخطوة 1) إنشاء مشروع جديد،

• حدد تطبيق وحدة التحكم
• انقر فوق انتقال

الخطوة 2) حدد C وانقر فوق التالي

الخطوة 3) انقر فوق التالي

الخطوة الرابعة) أدخل التفاصيل وانقر على التالي

الخطوة 5) انقر فوق إنهاء

الخطوة 6) ضع الكود الرئيسي كما هو موضح في البرنامج السابق في ملف main.c واحفظه

الخطوة 7) قم بإنشاء ملف C جديد [ملف -> جديد -> ملف فارغ، احفظه (باسم original.c) وأضفه إلى المشروع الحالي بالنقر فوق "موافق" في مربع الحوار.

الخطوة 8) ضع واحفظ كود C الخاص بملف original.c الموضح في المثال السابق بدون الدالة main().

الخطوة 9) قم ببناء مشروعك وتشغيله. تظهر النتيجة في الشكل التالي

فئة التخزين الثابتة في C

يتم استخدام المتغيرات الثابتة داخل الوظيفة/الملف كمتغيرات ثابتة محلية. يمكن استخدامها أيضًا ك المتغير العالمي

• المتغير المحلي الثابت هو متغير محلي يحتفظ بقيمته ويخزنها بين استدعاءات الوظائف أو الكتلة ويظل مرئيًا فقط للوظيفة أو الكتلة التي تم تعريفها فيها.
• المتغيرات العامة الثابتة هي متغيرات عامة لا تظهر إلا في الملف الذي تم تعريفها فيه.

Example: static int count = 10;

ضع في اعتبارك أن المتغير الثابت له قيمة أولية افتراضية صفر ويتم تهيئته مرة واحدة فقط خلال عمره.

#include <stdio.h> /* function declaration */
void next(void);
static int counter = 7; /* global variable */
main() {
 while(counter<10) {
      next();
      counter++;   }
return 0;}
void next( void ) {    /* function definition */
   static int iteration = 13; /* local static variable */
   iteration ++;
   printf("iteration=%d and counter= %d\n", iteration, counter);}

النتيجة:

iteration=14 and counter= 7
iteration=15 and counter= 8
iteration=16 and counter= 9

يمكن الوصول إلى المتغيرات العامة في جميع أنحاء الملف بينما لا يمكن الوصول إلى المتغيرات الثابتة إلا لجزء معين من التعليمات البرمجية.

عمر المتغير الثابت موجود في كود البرنامج بأكمله. المتغير الذي يتم الإعلان عنه أو تهيئته باستخدام كلمة أساسية ثابتة يحتوي دائمًا على صفر كقيمة افتراضية.

تسجيل فئة التخزين في C

يمكنك استخدام فئة تخزين السجل عندما تريد تخزين المتغيرات المحلية داخل الوظائف أو الكتل في سجلات وحدة المعالجة المركزية بدلاً من ذلك رامات للوصول السريع إلى هذه المتغيرات. على سبيل المثال، تعد "العدادات" مرشحًا جيدًا لتخزينها في السجل.

Example: register int age;

تُستخدم الكلمة المفتاحية register لتعريف فئة تخزين السجلات. وتستمر المتغيرات المُعرَّفة باستخدام فئة تخزين السجلات طوال فترة البرنامج.

إنه مشابه لفئة التخزين التلقائي. يقتصر المتغير على كتلة معينة. والفرق الوحيد هو أن المتغيرات المعلنة باستخدام فئة تخزين السجل يتم تخزينها داخل سجلات وحدة المعالجة المركزية بدلاً من الذاكرة. يتمتع السجل بوصول أسرع من الذاكرة الرئيسية.

المتغيرات المعلنة باستخدام فئة تخزين التسجيل ليس لها قيمة افتراضية. غالبًا ما يتم الإعلان عن هذه المتغيرات في بداية البرنامج.

#include <stdio.h> /* function declaration */
main() {
{register int  weight;
int *ptr=&weight ;/*it produces an error when the compilation occurs ,we cannot get a memory location when dealing with CPU register*/}
}

الإخراج:

error: address of register variable 'weight' requested

يوضح الجدول التالي ملخصًا للميزات الرئيسية لكل فئة تخزين تُستخدم عادةً في برمجة C

الأسئلة الشائعة