函数与变量的内存存储方案

本段内容整理自《C++ Primer第五版中文版》第9章：内存模型与名字空间

编译器通常使用三块独立的内存存储变量：一块用于静态持续变量，一块用于自动变量，一块用于动态存储。

静态持续变量有以下几种：

• 全局变量：在所有文件中使用
• 全局静态变量：在当前文件中使用
• 局部静态变量：在当前函数中使用

全局变量

全局变量定义在main()函数外部，其它文件要使用这个变量的，需要用关键字extern；全局静态变量仅在当前文件中使用，需要用关键字static；局部静态变量同样用关键字static，但是作用域为声明这个变量所在函数，局部静态变量不会随着函数结束而消失，而是处于不活动状态，当这个函数再次被调用时，这个变量能继续使用。

以下代码示例描述了这三种静态持续变量。

...
int global = 1000; // 全局变量
static int one_file = 50; // 全局静态变量
void funct(int n) {
    static int func_val = 0; // 局部静态变量
    ...
}
int main() {
    ...
}

自动变量

指用关键字auto声明的变量，以及int,float,char等关键字声明的有明确存储类别的变量。

程序在运行时，留出一段内存视为对战，以管理变量的增减。新变量被放在原有变量的上面，变量所在作用域的函数结束后，程序将其从堆栈中删除。堆栈是LIFO（后进先出）的，最后加入到堆栈的变量最先被弹出。程序使用两个指针来跟踪堆栈，一个指针指向栈底——堆栈开始位置，一个指针指向栈顶——下一个可用内存单元。

动态变量

动态变量由new和delete关键字分配和释放内存。

类中的静态变量

它与局部静态变量类似，只是它的作用域不是函数，而是类。它与其它静态持续变量存储在一起，而不是存储在对象中，因此它被所有对象共享。

class Stock {
private:
    static const int Len = 30; // 类中的静态变量
    char company(Len);
    ...
};

函数存储

函数的存储都自动设为静态的，在整个程序执行期间都一直存在。默认情况下，函数可以在文件间共享，用extern关键字声明函数在另一个文件中定义。使用static关键字将函数设为只能在一个文件中使用。

// 此函数只能在这个文件中使用
static int private(double x);
...
static int private(double x);
{
    ...
}

编译器查找函数的过程：如果函数是static，在当前文件中查找；否则，先找所有程序文件，再找库。