从单片机基础到程序框架（全集 2019pdf版） - 第231页
第三个疑问 ： 问：函数内部所定义的局部 变量总数 不超过单 片机的“栈” 区的 RA M 数量，那， 万一超过了“栈” 区 的 RAM 数量，后果严重 吗？ 答： 后果特 别严 重。 这种情 况， 专业 术语叫 “爆 栈” 。 程序 会出现 异常 ，而且 是莫 名其 妙的异 常。 为了 避免这种情 况， 一般 在编写程序的 时候， 函数内部都不能 定义大 数组的局部变 量， 局部变量的数量不能定 义 太多太大， 尤其要避免刚 才所说的…
void HanShu(void) //子函数的定义
{
unsigned char a; //局部变量
a=1;
}
void main() //主函数
{
HanShu() ; //子函数的调用
}
分析：上述例子，单片机从主函数 main 往下执行，首先遇到 HanShu 子函数的调用，所以就跳到 HanShu
函数的定义那里开始执行，此时的局部变量 a 开始被分配在 RAM 的“栈区”的某个地址，相当于你入住宾馆
被分配到某个房间。单片机执行完子函数 HanShu 后，局部变量 a 在 RAM 的“栈区”所分配的地址被收回，
局部变量 a 消失，被收回的 RAM 地址可能会被系统重新分配给其它被调用的函数的局部变量，此时相当于你
离开宾馆，从此你跟那个宾馆的房间没有啥关系，你原来在宾馆入住的那个房间会被宾馆老板重新分配给其
他的客人入住。全局变量的作用域是永久性不受范围限制的，而局部变量的作用域就是它所在函数的内部范
围。全局变量的“全局数据区”是永久的私人房子（这里的“永久”仅仅是举一个例子，别拿“70 年产权”
来抬杠），局部变量的“栈”是临时居住的“客栈”。重要的事情说两遍，再次总结如下：
（1）每定义一个新的全局变量，就意味着多开销一个新的 RAM 内存。而每定义一个局部变量，只要在函
数内部所定义的局部变量总数不超过单片机的“栈”区，此时的局部变量不开销新的 RAM 内存，因为局部变
量是临时借用“栈”区的，使用后就还给“栈”，“栈”是公共区，可以重复利用，可以服务若干个不同的函
数内部的局部变量。
（2）单片机每次进入执行函数时，局部变量都会被初始化改变，而全局变量则不会被初始化，全局变量
是一直保存之前最后一次更改的值。
【54.4 三个常见疑问。】
第一个疑问：
问：“全局数据区”和“栈区“是谁在幕后分配的，怎么分配的？
答：是 C 编译器自动分配的，至于怎么分配，谁分配多一点，谁分配少一点，C 编译器会有一个默认的
比例分配，我们一般都不用管。
第二个疑问：
问：“栈”区是临时借用的，子函数被调用的时候，它内部的局部变量才会“临时”被分配到“栈”区
的某个地址，那么问题来了，谁在幕后主持“栈区”这些分配的工作，难道也是 C 编译器？C 编译器不是在
编译程序的时候一次性就做完了编译工作然后就退出历史舞台了吗？难道我们程序已经在单片机内部运转
的时候，编译器此时还在幕后指手画脚的起作用？
答：单片机已经上电开始运行程序的时候，编译器是不可能起作用的。所以，真相只有一个，“栈区”
分配给函数内部局部变量的工作，确实是 C 编译器做的，唯一需要注意的地方是，它不是“现炒现卖”，而
是在单片机上电前，C 编译器就把所有函数内部的局部变量的分配工作就规划好了，都指定了如果某个函数
一旦被调用，该函数内部的哪个局部变量应该分到“栈区”的哪个地址，C 编译器都是事先把这些“后事”
都交代完毕了才“结束自己的生命”，后面，等单片机上电开始工作的时候，虽然 C 编译器此时“不在”了，
但是单片机都是严格按照 C 编译器交代的“遗嘱”开始工作和分配“栈区”的。因此，“栈区”的“临时分
配”非真正严格意义上的“临时分配”。
第三个疑问：
问：函数内部所定义的局部变量总数不超过单片机的“栈”区的 RAM 数量，那，万一超过了“栈”区的
RAM 数量，后果严重吗？
答：后果特别严重。这种情况，专业术语叫“爆栈”。程序会出现异常，而且是莫名其妙的异常。为了
避免这种情况，一般在编写程序的时候，函数内部都不能定义大数组的局部变量，局部变量的数量不能定义
太多太大，尤其要避免刚才所说的定义开辟大数组局部变量这种情况。大数组的定义应该定义成全局变量，
或者定义成“静态的局部变量”（“静态”这部分相关的内容后面章节会讲到）。有一些 C 编译器，遇到“爆
栈”的情况，会好心跟你提醒让你编译不过去，但是也有一些 C 编译器可能就不会给你提醒，所以大家以后
做项目写函数的时候，要对“爆栈”心存敬畏。
【54.5 全局变量和局部变量的优先级。】
刚才说到，全局变量的作用域是永久性并且不受范围限制的，而局部变量的作用域就是它所在函数的内
部范围，那么问题来，假如局部变量和全局变量的名字重名了，此时函数内部执行的变量到底是局部变量还
是全局变量？这个问题就涉及到优先级。注意，当面对同名的局部变量和全局变量时，函数内部执行的变量
是局部变量，也就是局部变量在函数内部要比全局变量的优先级高。为了深刻理解“全局变量和局部变量的
优先级”，强烈建议大家必须仔细看完下面列举的三个练习例子。
【54.6 例程练习和分析。】
请看下面第一个例子：
/*---C 语言学习区域的开始。-----------------------------------------------*/
unsigned char a=5; //此处第 1 个 a 是全局变量。
void main() //主函数
{
unsigned char a=2; //此处第 2 个 a 是局部变量。跟上面全局变量的第 1 个 a 重名了！
View(a); //把 a 发送到电脑端的串口助手软件上观察。
while(1)
{
}
}
/*---C 语言学习区域的结束。-----------------------------------------------*/
分析：
上述例子，有 2 个变量重名了！其中一个是全局变量，另外一个是局部变量。此时输出显示的结果是 5
还是 2？正确的答案是 2。因为在函数内部，函数内部的局部变量比全局变量的优先级更加高。此时 View(a)
是第 2 个局部变量的 a，而不是第 1 个全局变量的 a。虽然这里的两个 a 重名了，但是它们的内存模型不一
样，第 1 个全局变量的 a 是分配在“全局数据区”是具有唯一的地址的，而第 2 个局部变量的 a 是被分配在
临时的“栈”区的，寄生在 main 函数内部。
再看下面第二个例子：
/*---C 语言学习区域的开始。-----------------------------------------------*/
void HanShu(void); //函数声明
unsigned char a=5; //此处第 1 个 a 是全局变量。
void HanShu(void) //函数定义
{
unsigned char a=3; //此处第 2 个 a 是局部变量。
}
void main() //主函数
{
unsigned char a=2; //此处第 3 个 a 也是局部变量。
HanShu(); //子函数被调用
View(a); //把 a 发送到电脑端的串口助手软件上观察。
while(1)
{
}
}
/*---C 语言学习区域的结束。-----------------------------------------------*/
分析：
上述例子，有 3 个变量重名了！其中一个是全局变量，另外两个是局部变量。此时输出显示的结果是 5
还是 3 还是 2？正确的答案是 2。因为，HanShu 这个子函数是被调用结束之后，才执行 View(a)的，就意味
HanShu 函数内部的局部变量(第 2 个局部变量 a)是在执行 View(a)语句的时候就消亡不存在了，所以此时
View(a)的 a 是第 3 个局部变量的 a（在 main 函数内部定义的局部变量的 a）。
再看下面第三个例子：
/*---C 语言学习区域的开始。-----------------------------------------------*/
void HanShu(void); //函数声明
unsigned char a=5; //此处第 1 个 a 是全局变量。
void HanShu(void) //函数定义
{
unsigned char a=3; //此处第 2 个 a 是局部变量。
}
void main() //主函数
{
HanShu(); //子函数被调用
View(a); //把 a 发送到电脑端的串口助手软件上观察。