(C/C++学习笔记) 九. 变量的存储类型

九. 变量的存储类型

● 变量的存储类型（见附页）

● 注释

①对于自动变量，它属于动态存储方式。 但是也可以用static定义它为静态自动变量，或称静态局部变量，从而成为静态存储方式。由此看来，一个变量可由static进行再说明，并改变其原有的存储方式。

②"static"的含义不是指存储方式，而是指变量的作用域仅局限于本文件，一个函数内部的变量, 如果有关键字static修饰, 那么在函数调用结束时, 该静态变量的值不会消失。

另外，函数前加static使得函数成为静态函数，指函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数是否会与其它文件中定义的的函数同名。

static函数与普通函数的区别是：static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝。

③⑤ 在函数体内定义的静态变量为静态局部变量，在函数体外定义的静态变量为全局局部变量。

④The extern keyword is used in functions to declare a static external variable that is defined elsewhere.

• 比较：1. 普通的extern全局变量(external global variable)(编号4)和静态全局变量（static global variable）(编号5)：
  二者在存储方式上没有不同，都分配在静态存储区，与程序共存亡。二者的区别在于extern全局变量的作用域是整个源程序，当源程序由多个源文件组成时，extern全局变量在各个文件中都是有效的，而静态全局变量则限制了其作用域，只在定义该变量的源文件内有效（一个文件），同一源程序的其他源文件中不能使用它。
• ）和静态全局变量 (编号5)：前者的作用域只是某一个包含它的函数体，后者的作用域是包含它的整个源文件。

● 全局变量和静态全局变量都属于静态存储类。生存期都是程序的一次执行，定义和初始化都是在程序编译时进行，其初始化只有一次。若没有初始化，则自动赋以０(数值型)或'\0' (字符型)。

种：全局作用域，局部作用域，语句作用域，类作用域，命名空间作用域和文件作用域。

※变量的分类方法

第一种：根据数据类型划分

●可以从时间和空间两个不同的角度来描述变量的特性：生存期,作用域

第二种：根据变量的作用域——全局变量(在函数体外（包括主函数）定义的变量)、局部变量（在函数体内（包括主函数）定义的函数）

第三种：根据变量的生命期(与变量的存储方式相关)——静态存储变量、动态存储变量

●变量的存储方式可分为："静态存储"和"动态存储"两种。

1. 静态存储变量（NP）：在变量定义时就分配存储空间并一直保持不变，直至整个程序结束。典型的例子是全局变量。

静态变量当然是属于静态存储方式，但是属于静态存储方式的量不一定就是静态变量（static variable），例如外部变量（extern variable）虽属于静态存储方式，但不一定是静态变量，必须由 static加以定义后才能成为静态外部变量，或称静态全局变量。

2. 动态存储变量: 在变量定义时不分配存储空间, 在程序执行过程中，使用它时才分配内存空间，使用完毕立即释放。典型的例子是局部            变量，函数的形式参数就是一种局部变量(还有其它任何在函数中定义的变量)，在函数定义时并不为之分配存储单元，只是在函数被调用时，            才予以分配，函数调用完后立即释放。如果一个函数被反复调用，则反复地分配、释放形参变量的存储单元。

第四种：根据作用域和生命期——auto变量、static变量、register变量、extern变量。

第五种：同样根据作用域和生命期——全局变量、静态全局变量、静态局部变量、局部变量（没有动态全局变量和动态局部变量）

※ 按存储区域分：1. 全局变量、静态全局变量和静态局部变量都存放在内存的静态存储区域

2. 局部变量存放在内存的栈区（除了静态局部变量）

按作用域分：    1. 全局变量在整个工程文件内都有效

2. 静态全局变量只在定义它的文件内有效

3. 静态局部变量只在定义它的函数内有效，并且程序仅分配一次内存，函数返回后，该变量不会消失

4. 局部变量在定义它的函数内有效，但是函数返回后失效。

●    1. 全局变量具有全局作用域。全局变量只需在一个源文件中定义，就可以作用于所有的源文件。当然，其他不包含全局变量定义的源文件需要用    extern 关键字再次声明这个全局变量。

2. 局部变量也只有局部作用域，它是自动对象（auto），它在程序运行期间不是一直存在，而是只在函数执行期间存在，函数的一次调用执行结    束后，变量被撤销，其所占用的内存也被收回。

3. 静态局部变量具有局部作用域，它只被初始化一次，自从第一次被初始化直到程序运行结束都一直存在，它和全局变量的区别在于全局变量对        所有的函数都是可见的，而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见(静态局部变量的生存期虽然为整个源程序，但是其作用域仍与自动变量相同，即只能在定义该变量的函数内使用该变量。退出该函数后，尽管该变量还继续存在，但不能使用它)。

4. 静态全局变量也具有全局作用域，它与全局变量的区别在于如果程序包含多个文件的话，它作用于定义它的文件里，不能作用到其它文件里，        即被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。这样即使两个不同的源文件都定义了相同名字的静态全局变量，它们也是不同的变量。

//示例

static int a,b;        //如果，此时在一个函数体内定义变量a,b, 那么它们是静态局部变量,如果在函数体外,那么它们是静态全局变量

auto char c1,c2;    //c1,c2为自动字符变量

static int a[5]={1,2,3,4,5};        //a为静态整型数组,,并未其初始化; 它有可能是局部的,也有可能是全局的

register int a=1;                    //定义一个寄存器整型变量,并未其初始化

//变量a不是保存在内存上，而是直接存储在CPU中的寄存器中

extern int x,y;                        // x,y为外部整型变量

● 内存四区

内存四区 Four areas of application memory (app memory)/RAM

※ 对于"全局区"，有的资料将以区称为"数据区（data area）"，包括静态区（全局区）和常量区

※ 有的资料还有内存五区的说法:

● BSS是英文Block Started by Symbol(以符号开始的块)的简称。BSS段属于静态内存分配。

※ 再看下面一个详细图:

●栈区: stack

栈区是由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量的值等。

●堆区：heap

堆区由程序员自行申请分配和释放，比如需要 malloc()函数来申请，free()函数来释放。

●数据区：data

数据区主要包括：静态区/全局区，常量区，

静态区（static)/全局区(global): 全局变量和静态变量是存储在一块的，即都在静态区（有的资料又称为"全局区"）

1. 初始化的全局变量和初始化的静态变量是在一块的。

2. 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量是在相邻一块。

常量区：

数据只读，常量字符串就放在这里。

●代码区：code

代码区是存储编译后的可执行代码，机器码

例如：

int a=1; //a在栈区

char s[]="123"; //s在栈区，"123"在栈区，其值可以被修改

char *s="123"; //s在栈区，"123"在常量区，其值不能被修改

int *p=new int; //p在栈区，申请的空间在堆区（p指向的区域）

int *p=(int *)malloc(sizeof(int)); //p在栈区，p指向的空间在堆区

static int b=0; //b在静态区

● 全局变量, 静态全局变量, extern变量举例

全局变量, 静态全局变量, extern变量举例

工程test源文件夹内有两个源文件: 1.cpp和2.cpp

//1.cpp

#include <iostream.h>

int a =1;    //定义一个全局变量

static int b=2;        //定义一个静态全局变量,只能在本文件中使用

//2.cpp

#include <iostream.h>

extern int a,b;

int main()

{

a=3; //改变外部变量a的值

cout<<"a="<<a<<endl;

//b=4;

//cout<<"b="<<b<<endl; 编译器会报错,因为b是另一个文件的静态全局变量

return 0;

}

//也可以在主函数内引用外部变量

//2.cpp

#include <iostream.h>

int main()

{

extern int a;

a=3;

cout<<"a="<<a<<endl;

return 0;

}

● 静态局部变量案例

#include <iostream>

using namespace std;

int f(int a) //定义f函数,a为形参

{

auto int b=0; //定义b为自动变量

static int c=3; //定义c为静态局部变量

b=b+1;

c=c+1;

return a+b+c;

}

int main( )

{

int a=2,i;

for(i=0;i<3;i++)

cout<<f(a)<<" ";

cout<<endl;

return 0;

}