存储持续性、作用域和链接性
作用域scope：描述了名称在文件（翻译单元）的多大范围内可见。
链接性linkage：描述了名称在不同单元间共享。链接为外部的名称可以在文件间共享，链接性为内部的名称只能由一个文件中的函数共享。自动变量的名称是没有链接性，因为他们不能共享。
在名字空间中声明的变量的作用域为整个名称空间，因此全局作用域是名称空间作用域的特例。
寄存器变量：是一种形式的自动变量，因此其存储持续性为自动，作用域为局部，但没有链接性。关键字register提醒编译器，用户希望它通过使用CPU寄存器，而不是堆栈来处理特定的变量，从而提供变量访问的快速。这种提醒并不意味着编译器一定满足这种请求。比如寄存器已经被占用，或者寄存器无法存储所请求的类型。如果变量被存储在寄存器中，那么他就没有内存地址，因此不能将地址操作符用于寄存器变量。
void gromb(int *) int main() { int x; register int y ; gromb(&x); gromb(&y); //不能使用取地址符 ...
| 存储描述 | 持续性 | 作用域 | 链接性 | 如何声明 |
| 自动 | 自动 | 代码块 | 无 | 可使用auto |
| 寄存器 | 自动 | 代码块 | 无 | 在代码块中使用register |
| 静态，无链接 | 静态 | 代码块 | 无 | 在代码块中，使用static |
| 静态，外部链接性 | 静态 | 文件 | 外部 | 在函数外面(全局变量) |
| 静态，内部链接性 | 静态 | 文件 | 内部 | 在函数外面，使用static(全局静态变量) |
参见：
补充：由于字符串文字是内部链接对象（因为两个具有相同名称但出于不同模块的字符串，是两个完全不同的对象），所以你不能使用它们来作为模板实参（C++ template —— 模板基础（一）：4.3 非类型模板参数的限制）；
template <char const* name> class MyClass { }; MyClass<"hello"> x; // ERROR:不允许使用字符文字"hello" ////////////////////////////////////////////////////////// //另外，你也不能使用全局指针作为模板参数： template <char const* name> class MyClass { ... }; char const* s = "hello"; MyClass<s> x; // ERROR:s是一个指向内部链接对象的指针 /////////////////////////////////////////////////////////// //然而，你可以这样使用： template <char const* name> class MyClass { ... }; extern char const s[] = "hello"; MyClass<s> x; // OK //全局字符数组s由“hello”初始化，是一个外部链接对象。
变量内部/外部链接性的一个例子：
int global=1000; //static静态持续性，外部链接，可在文件外面使用 static int one_file=50; //static静态持续性，内部链接，只能在当前文件中使用 int main() { …… } void fun1(int n) { static int count = 0;//static静态持续性，无链接性，只在函数中使用 int llama=0; //自动变量 …… } void fun2(int q) { …… }
这里的global具有外部链接性，因此，在另一个文件file2.cpp可以直接使用他 ，但是在使用他之前，需要提供变量的external声明，否则会导致重复定义；
//file2.cpp #include "iostream" using namespace std; external int global; //外部变量使用前必须声明 void showExternal() { cout << global <<endl; }
这里尤其要注意的是声明的两种形式：
- 定义声明（defining declaration)或简称为定义definition,它主要给变量分配存储空间。定义只能进行一次；
- 重新声明或称为引用声明(referencing declaration)简称为声明declaration，它不给变量分配空间，只是扩展他得作用域，因此不能在引用声明中初始化变量。声明可以多次；
external double warning = 0.5//不能给引用声明初始化
仅当声明将变量分配存储空间时，即定义声明，才能在声明中初始化变量，如上面的：
int global=1000;
说明符和限定符
除了auto，register，static，extern之外，还有const，volatile，mutable
const修饰符
该关键字作用是改善编译器的优化能力，在读取某个变量时，将这个值缓存到寄存器中。这种优化假设变量的值在两次使用之间不会变化。
而使用volatile关键字仅针对const起作用，他表明，即使程序代码没有对内存单元进行修改，其值也可能发生变化。例如，一个指针指向某个硬件位置，其中包含了来自串行端口的时间或信息。在这种情况下，硬件（而不是程序）可能修改其中的内容。或者两个程序可能相互影响，共享数据。volatile关键字修改变量，则是告诉编译器不要进行编译优化，每次都去变量的内存地址取变量的值；
再谈const(内部链接性)
- 假设将变量(int globalVal=100;)或常量(extern const int states=50;)放在头文件中，多个cpp文件包含该头文件，这会导致重复定义，因为globalVal和带extern的const常量是外部链接性的；只能将常量放在一个cpp文件中，而其他cpp文件必须使用extern来提供引用声明，注意，此时只有未使用extern关键字的声明才能进行初始化；
- 假设将常量(const int states=50;)放在头文件中，多个cpp文件包含该头文件，这并不会导致重复定义常量，因为不带extern的const常量是内部链接性的。
- 如果外部定义的const数据的链接性是内部的，那么可以在所有文件中使用相同的声明。内部链接性还意味着，每个文件都有自己的一组常量，而不是所有文件共享一组常量。每个定义都是所属文件私有的，这就是能够将常量定义放在头文件中的原因(const常量的内部链接性)。
如果出于某种原因，程序员希望某个常量的链接性为外部的，则可以使用extern关键字来覆盖默认的内部链接性。
// 定义声明 普通外部变量，外部链接性，无需在定义处使用extern，其他编译单元也可以链接到该变量； int globalVal = 100; // 定义声明 常量(const)，const修饰符带有内部链接性，如果其他编译单元想要链接到该常量，就需要在定义处 添加extern来覆盖const默认的内部链接性； extern const int states = 50;
这点与定义常规外部变量不同，常规外部变量定义时无需extern关键字。但这里需要，切记！
函数和链接性
- 函数的存储持续性都是静态的，即在整个程序执行期间都是一直存在。
- 默认情况下，函数的链接性为外部的，即可以在文件（多个编译单元）之间共享。要让程序在另一个文件中查找函数，该文件必须作为程序的组成部分被编译，或者是有链接程序搜索的库文件。
- 还可以使用关键字static将函数的链接性设置为内部的，使之只能在一个文件中使用。如果该文件的函数原型指出该函数是静态的，则编译器将只在该文件中查找函数定义；否则，编译器（包括链接程序）将在所有的程序文件中查找。如果找到两个定义，编译器将发出错误消息，因为每个外部函数只能有一个定义，如果在程序文件中没有找到，编译器将在库中搜索。这意味着如果定义了一个与库函数同名的函数，编译器将使用程序员定义的版本，而不是库函数。
语言链接性
- 链接程序要求每个不同的函数都有不同的符号名。在C语言中，一个名称只对应一个函数，因此很容易实现。为满足内部需求，C语言编译器，只能将spiff这样的函数翻译为_spiff，这种方法叫C语言链接性。
- 但C++中，同一个名称的函数可能对应多个函数，必须将这些函数翻译成不同的符号名。因此，C++编译器指向名称矫正或名称修饰，为重载函数生成不同的符号名称。例如spiff(int )转换成_spiff_i，spiff(double,double)转化成_spiff_d_d。这种称为C++语言链接。
链接程序寻找与C++函数调用匹配的函数时，使用的方法与C语言不同，但如果要在C++程序中使用C库中预编译的函数，将出现什么情况？
假设
spiff(22)；//调用C库中的spiff(int)函数
它在C语言库中的符号名为_spiff，但C++查询约定的符号名_spiff_i。为解决这类问题，可以用函数原型来指出要使用的约定。
extern "C" void spiff(int ); //use c protocol for name look-up extern void spoff(int) //use c++ protocol for name look-up extern "C++" void spaff(int); //use c++ protocol for name look-up
动态分配
- 通常，编译器使用3块独立的内存，一块用于静态变量（可能再细分，静态存储区），一块用于自动变量（栈）。一块用于动态存储（堆）；
- 请注意，使用new来设置指针的语句必须位于函数中，如果在函数外，就是静态存储，而静态存储，只能使用常量表达式来初始化静态存储变量。
static 用来控制变量的存储方式和可见性
函数内部定义的变量，在程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？ 最容易想到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅受此 函数控制）。需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务，同时又力求不破坏类的封装性，即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。
static 的内部机制：
静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是应用程序的 main(）函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据成员）。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”，并不进行实际的内存分配，所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义，因为那会造成在多个使用该类的源文件中，对其重复定义。
注意：“声明”和“定义”是两个不同的概念，“定义”会给变量分配内存，声明仅仅只是告知编译器有此变量，并不会分配内存。(个人理解，不准确)
static 被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间，静态数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。
static 的优势：
可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。引用静态数据成员时，采用如下格式：
<类名>::<静态成员名>
如果静态数据成员的访问权限允许的话(即 public 的成员)，可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员。
Ps：
(1) 类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象，所以它没有this指针，这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。
(2) 不能将静态成员函数定义为虚函数。
(3) 由于静态成员声明于类中，操作于其外，所以对其取地址操作，就多少有些特殊，变量地址是指向其数据类型的指针，函数地址类型是一个“nonmember 函数指针”。
(4) 由于静态成员函数没有 this 指针，所以就差不多等同于 nonmember 函数，结果就产生了一个意想不到的好处：成为一个 callback 函数，使得我们得以将 c++ 和 c-based x window 系统结合，同时也成功的应用于线程函数身上。
(5) static 并没有增加程序的时空开销，相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间，节省了子类的内存空间。
(6) 静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字 static。
(7) 静态数据成员是静态存储的，所以必须对它进行初始化。
(8) 静态成员初始化与一般数据成员初始化不同：
-
- 初始化在类体外进行，而前面不加 static，以免与一般静态变量或对象相混淆；
- 初始化时不加该成员的访问权限控制符 private、public；
- 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类；
- 所以我们得出静态数据成员初始化的格式：
- <数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
(9) 为了防止父类的影响，可以在子类定义一个与父类相同的静态变量，以屏蔽父类的影响。这里有一点需要注意：我们说静态成员为父类和子类共享，但我们有重复定义了静态成员，这会不会引起错误呢？不会，我们的编译器采用了一种绝妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的标志。
