c/c++ 中变量的存储类别

1. 变量分类

从变量的作用域

全局变量

在函数外部定义的变量被称作外部变量或全局变量。

局部变量

在函数内部定义的变量，只在本函数内部有效。

从变量的存储时间（生存周期）

静态存储方式

程序运行期间固定分配的存储空间。

动态存储方式

程序运行期间动态分配的存储空间。

2. 内存分区

参考《Windows内存管理》

全局变量，静态变量都存储在“静态存储区”；

函数的形式参数，自动变量（未加 static 声明的局部变量），函数调用时的现场保护和返回地址，这些都存储在“动态存储区”。

在 c 语言中，每一个变量和函数都有两个属性：数据类型和数据的存储类别。

数据类型：字符型，整型，浮点型等

存储类别：静态存储和动态存储。

对变量的声明有四种基本的类型： auto 变量，static 变量，register 变量，extern 变量。

3. auto 变量

函数中的局部变量，如果不专门声明为

static

存储类别，那么都是动态分配存储空间。

关键字

auto

可以省略，如果不写，都隐含确定为“动态存储类别”。

int fx(int a)
{
auto int b, c = 3; // 等价于 int b, c = 3;
...
}

执行完 fx 函数后，a，b，c 所在的存储单元自动释放。

4. static 声明局部变量

用static 申请的局部变量在函数抵用结束时不消失，而是保留原值，下一次调用时，该变量值依然保持。

#include <iostream>

void FileOneFxOne()
{
int iA = 0;
static int iStatic = 1;
iA++;
iStatic++;

std::cout << "局部变量 iA = " << iA << std::endl;
std::cout << "局部静态变量 iStatic = " << iStatic << std::endl;
}

int main()
{
std::cout << "第一次调用：" << std::endl;
FileOneFxOne();
std::cout << "\n第二次调用：" << std::endl;
FileOneFxOne();

return 0;
}

第几次调用	起始	结束
第一次调用	iA = 0; iStatic = 1	iA = 1; iStatic = 2
第二次调用	iA = 0; iStatic = 2	iA = 1; iStatic = 3
第三次调用	iA = 0; iStatic = 3	iA = 1; iStatic = 4

5. register 变量

一般情况，变量都存在内存中，c 语言允许将局部变量的值放在 CPU 的寄存器中，寄存器的存取速度远远大于内存的存取速度。

void fx()
{
register int i;
...
}

只有局部自动变量和形参可以作为寄存器变量，局部静态变量不能作为寄存器变量。

当今的优化编译器可以自动识别使用频繁的变量，从而自动将这些变量放在寄存器中。

6. 用 extern 声明外部变量

用

extern

来声明外部变量，是为了扩展外部变量的作用域。

int main()
{
extern A;
A++;
...
}

int A = 0;

int fx()
{
...
}

由于 全局变量 A 定义在 mian 函数之后，所以如果不使用 extern 关键字，编译器将报错。

extern 也可以将全局变量的范围扩展到同一源程序的不同文件之中，如下所示：

file1.cpp

#include <iostream>
#include "FileTwo.h"

int iGlobal = 3;

int main()
{
std::cout << "main : iGobal = " << iGlobal << std::endl;
FileTwo();
std::cout << "main : iGobal = " << iGlobal << std::endl;
FileTwo();

return 0;
}

file2.cpp

#include "FileTwo.h"
#include <iostream>

extern int iGlobal;

void FileTwo()
{
iGlobal++;
std::cout << "FileTwo : iGlobal = " << iGlobal << std::endl;
}

file2.cpp 头文件

#ifndef FILETWO_H
#define FILETWO_H

void FileTwo();

#endif

输出结果

main : iGobal = 3

FileTwo : iGlobal = 4

main : iGobal = 4

FileTwo : iGlobal = 5

在一个文件中定义的外部变量，在另一个文件中通过 extern 来声明。

7. 内部函数和外部函数

内部函数：只能被文本中其他函数调用。如：

static int fx();

static

使其局部化，不能被其他文件引用。

外部函数：在函数的最左端加上关键字

extern

，则表示可以被其他函数调用，如：

extern int fx();

c语言中规定，如果在定义函数时省略

extern

，则隐含为外部函数，在需要调用此函数的文件中，用

extern

对函数做声明。

8. static 的全局与局部

全局变量：

普通全局变量：作用域是整个源程序，在同一源文件的不同文件中可见

static 全局变量：作用域是所在的源文件，只能被定义该变量的文件中可见

局部变量：

普通局部变量：

运行时赋值

，每调用一次赋一次值，调用结束自动释放。

static 局部变量：

程序编译时赋值

，只初始化一次，函数调用结束其值依然存在，不释放。

函数：

普通函数：可以被同一源程序中的其他函数调用。

static 静态函数：只在定义该函数的文件中可见，不能被源程序中的其他文件使用。

9. 参考

《c程序设计》第三版