九. 变量的存储类型
● 变量的存储类型（见附页）
● 注释
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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.
● 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)。
●C++变量根据定义的位置的不同的生命周期，具有不同的作用域，作用域可分为6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
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内存四区 Four areas of application memory (app memory)/RAM |
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※ 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:
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●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
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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 |
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//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; } |
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● 静态局部变量案例
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#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; } |
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