C语言杂谈（三）存储类别

本文讨论C语言中的存储类别，包括数据在内存的存储、变量的存储类别、函数的存储类别、生存周期。下图为计算机的存储空间，有寄存器和内存。

一、存储区域

1.寄存器：存放立即参加运算的数据。

2.系统区：存放系统软件。

3.用户程序代码区：存放用户程序的程序代码。

4.库程序代码区：存放库函数的代码。

5.数据区，分为堆区、栈区和静态存储区。

(1)堆区：存放动态变量，即由malloc申请的动态变量。

(2)栈区：存放自动存储类型的变量，包括函数和复合语句中的局部变量等。

(3)静态存储区：存放具有显式声明的静态类型的变量。

二、变量的存储类别

1.静态变量

静态变量：这里的静态指的一般程序设计语言概念中的静态变量，即程序中显式声明的变量。静态变量有一个名字，在编译时，编译程序已经给静态变量分配了内存空间。

静态变量的存储类型分为两大类：静态（包括static和extern）和自动（包括auto）

auto：自动存储类别，默认的存储类别

存储在栈区，作用域在声明它的函数和复合语句中。auto具有本地生存期，当声明自动变量的个体执行结束，自动变量结束生存周期，不再存在。

auto int i;
int j;//默认为auto存储类别

static：静态存储类别

存储在静态存储区。静态变量分为静态局部变量和静态全局变量。

静态局部变量：具有本地生存期，生存周期是整个程序，在程序结束后，生存期结束并被删除。但作用域仅在声明它的个体中。离开复合语句或函数，静态变量依然存在但不能被访问。再次进入声明该静态变量的个体时，可以继续使用，而且保留浅一些使用留下的值。静态局部变量只能在开始时初始化一次。

全局局部变量：生存周期是包含它声明的整个程序文件，可随时访问。

{
static int a;
...
}//作用域仅在复合语句内，同auto
//离开复合语句，静态局部变量存在但不能被使用，值保持上一次的使用

extern外部存储类别

尽可用作全局变量的存储类型。存储在静态存储区。在顶层声明中，extern是默认存储类别，所有未加extern的全局变量均被视为外部变量。在使用其他文件的外部变量时，使用extern说明符，这样在连接时分配相同的存储区，占用相同的存储空间。若两个文件中的同名全局变量都没有使用extern，会在连接时出现错误，因为他们都被声明成全局的外部变量，都分配了存储空间，产生冲突。

文件1：

int a;//extern是全局变量默认的存储类别

文件2

extern int a;//使用文件1的局部变量，占用相同存储空间

注：register寄存器存储类型可以显式声明，表明变量要分配在计算机CPU中的寄存器中，对于频繁访问的变量，可以节约时间，提高程序运行效率。但是，寄存器数量很有限，若寄存器边纳凉太多，将被认为是auto类型。

2.动态变量

动态变量：是指使用申请空间函数（如malloc）动态申请的空间，存放在堆区。动态变量没有显式声明，在编译的时候不分配（也无法分配）空间。在程序运行时，动态变量由指针标识。使用完毕后，使用释放空间函数（如free）等释放。动态函数具有动态生存期，生存周期是显式实现的。

float *p;
p=(float*)malloc(sizeof(float));//生存周期开始
...
free(p);//生存周期结束

三、函数的存储类别

C语言的函数可以被定义成static和extern两种存储类别。

static：内部函数

与变量的static存储类别相区别。内部函数的作用域调用范围仅限于本文件，在不同源文件中的同名静态函数不会混淆。

extern：外部函数

函数默认的存储类别。外部函数在一个源文件中被定义，在其他源文件可以使用。在一个源程序文件中调用其它源程序文件中定义的外部函数时，必须在本源文件中用函数原型说明它，并加上extern前缀。

所有的函数都具有静态生存期，即分配的空间在程序执行前开始，保持到程序执行结束为止。

文件1：

int f(float x)//函数默认的存储类别是外部函数
{
...
}

文件2：

extern int f(foat);//使用外部函数