C language_identifier_scope_name space_linkage_life time_storage duration
http://www.findfunaax.com/notes/file/134
命名空间表示标识符的上下文。一个标识符可在多个命名空间中定义，它在不同命名空间中的含义是互不相干的。这样，在一个新的命名空间中可定义任何标识符，它们不会与任何已有的标识符发生冲突，因为已有的定义都处于其它命名空间中。在编程语言中，命名空间是一种特殊的作用于，且本身也用一个标识符来表示，这样便将一系列在逻辑上相关的标识符用一个标识符组织起来。许多现代编程语言也都支持命名空间。
我们谈下C语言的命名空间(我第一次知道)
C语言标准定义了4中命名空间：
1. label names
所有的label位于一个命名空间下；
2. the tags of sturctures, unions, and enumerations
全局的结构struct, 联合union和枚举enum，位于一个命名空间下；
3. the members of structures or unions
结构struct和联合union的成员位于它们各自struct或union命名空间下，相互独立互不影响，并且可以形成递归的命名空间(如struct中在定义struct）。
4. all other identifiers
所有其它的标识符，包括变量名、函数名、类型名（typedef）和枚举常量位于一个命名空间下；这里的标识符指全局标识符，必须通过其它文件可以访问到，局部标识符（static）不会污染这个命名空间。
1. 标识符的作用域
作用域是指允许对标识符进行访问的位置范围。按照C99（章节6.2.1），C语言的作用域共有 4 种类型：文件作用域、代码块作用域、函数作用域、函数原型作用域。
------------------|---------------------------|------------------------- 类型 | 位置 | 说明 ------------------|---------------------------|------------------------- 文件作用域 | 在所有代码块和参数类表 | 整个文件都可以访问 (file) | 之外 | ------------------|---------------------------|------------------------ 代码块作用域 | 在“代码块” 或者“函数的 | 只有所在的代码块内可 (block) | 参数列表“内部 | 以访问 ------------------|---------------------------|------------------------ | | 具有此作用域的只有一种语 函数作用域 | 函数体内 | ”语句标签“。简化为一条规 (function) | | 则：一个函数中的语句标签 | | 不可相同 ------------------|---------------------------|------------------------ | | 由于函数原型的参数名称可 | | 以省略，即使不省略，也不 | | 要求和”函数定义“中的形参 函数原型作用域 | 声明的函数原型的参数列表 | 列表中名称相同。 (function | 中(注意与”函数定义“不同) | 只有一种情况会发生冲突： prototype) | | 参数列表中有重复的变量名 | | (此时编译报错： | | redefinition of
| | parameter) ------------------|---------------------------|----------------------
说明：当出现两个标识符名称相同的情况，而且都属于同一个命名空间，那么在内层代码块，内层的那个标识符会隐藏外层的那个标识符。
举例说明并分析：
int my_func(int a, int b); //myfunc是“文件作用域”；a,b是 “函数原型作用域”
int a; /* a是文件作用域。 注意：虽然上面的函数原型中将参数名称
声明为a， 但是由于作用域不同，是合法的
*/ static int b; // b是文件作用域
int d( int n ) /* d是“文件作用域”。因为这是函数定义，而不是函数原型，
所以形式参数n 是“代码块作用域”
*/ { /* 由于形式参数中已经声明n，那么在函数体内的最外层变量的名称就不能 再为n，因为同一个作用域内不允许对同一个变量进行多次声明。如果声 明，编译器会提示重复声明变量。（在某些较老版本的编译器是允许的，
但是C99标准是不允许的）在不同的作用域内可以 */ int f; // f是代码块作用域 int g(int k); /* 函数原型，位于函数体代码块内。声明的函数名称g是
“代码块作用域”，参数k是“函数原型作用域”
*/
my_label: // 定义一个label，是“函数作用域” ... // 下面的代码块可以是while循环、for循环或if语言等等 { int f, g, i; /* 都是代码块作用域，而且只是在内层代码块，
在外层代码块不可见。
对于f，外层已经存在f，这里会隐藏掉外层的f，
即在这个内层代码块中无法访问外层的f。
*/ int n; /* 代码块作用域，由于这里已经不是函数体内的最外层，所以 可以声明与函数的形式参数同名的变量， 同样会隐藏掉外层的变量n */ } ... /* 另外一个 代码块 */ { int i; /* 代码块作用域，虽然上面的一个内层代码块中已经存在i，
但是由于这两个代码块不存在嵌套关系，所以也不存在隐藏现象
*/
} }
注意事项：
1. 注意函数原型中的参数是“函数原型作用域”，而函数定义中的参数是“代码块作用域”。例如上面代码中第一行的a,b和函数定义中的 n
2. 由于函数定义中参数是“代码块作用域”，所以在函数体内的最外层的变量名称不能再为n，但是内层嵌套的代码块变量名称可以为n。虽然这条特性在某些较老版本的编译器中是可以的，但是在ANSI C中是不允许的。
3. 变量的隐藏只是针对嵌套的作用域，对于不嵌套的作用域就没有这个说法。例如上面例子中的变量 f 是嵌套的，而 i 是不嵌套的，所以内层的 f 会隐藏掉外层的 f ，但是 i 不会相互隐藏。
2.标识符的命名空间
命名空间是为了解决 “在相同作用域内如何区分 相同的标识符”。
说明：(1)只有在相同作用域的情况下才能使用到命名空间去区分标识符，在嵌套的作用域、不同的作用域区分标识符都用不到命名空间的概念。
(2)在相同的作用域内，如果命名空间不同，标识符可以使用相同的名称。否则，即如果命名空间不同，编译器会报错，提示重复定义。
按照C99（章节6.2.3），命名空间可以分为四种：
2.1 所有的标签（label）都属于同一个命名空间。
说明：(1)在同一个函数内，你的标签不能相同。
(2)在同一个函数内，标签可以和其他变量名称相同。因为它们所属的命名空间不同。
2.2 struct、enum和union的名称，在C99中称之为tag，所有的tag属于同一个命名空间。
也就是说，如果你已经声明struct A { int a }; 就不能在声明 union A{ int a };
说明：之所以让所有的tag组成一个命名空间，由于tag前面总是带struct，enum或union关键字，所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。
2.3 struct和union的成员属于一个命名空间，而且是相互独立的。
例如：如果你已经声明struct A { int a };
其成员的名称为a，你仍然可以声明 struct B{ int a };或者union B{ int a };
说明：之所以让struct和union的成员各自成为一个命名空间，是因为它们的成员访问时，需要通过 "."或"->"运算符，而不会单独使用，所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。由于枚举类型enum的成员可以单独使用，所以枚举类型的成员不在这一名称空间内。
2.4 其他所有的标识符，属于同一个名称空间。包括变量名、函数名、函数参数，宏定义、typedef的类型名、enum的成员 等等。
注意：如果标识符出现重名的情况，宏定义覆盖所有其它标识符，这是因为它在预处理阶段而不是编译阶段处理。除了宏定义之外其它类别的标识符，处理规则是：内层作用域会隐藏掉外层作用域的标识符。
举例说明并分析：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main()
{ struct A // “结构体的tag”和“结构体成员”不在同一个命名空间，所以名称可以相同
{ int A; };
union B /* 根据第二条，这个union的tag不能是A，但是根据第三条，
其成员的名称可以与struct A的成员名称相同
*/
{ int A; };
struct A A; // “结构体的tag”和“普通变量”不在同一个命名空间，所以名称可以相同 union B B; /* 上面的“结构体变量”和 这行的“联合体变量”属于同一个命名空间，
名称不能相同，即不能是 union B A
*/
int my_label = 1; // “普通变量”和“标签”不属于同一个命名空间，所以名称可以相同 A.A = 1; B.A = 20; printf("B.A == %d /n/n", B.A);
my_label: /* 这里label 的名称与上面变量的名称 相同 */ printf("A.A == %d /n", A.A); A.A +=1; if(A.A <= 5)
{ goto my_label; } system("pause"); return EXIT_SUCCESS; }
3.标识符的链接属性
主要用于处理多次声明相同的标识符名称后，如何判断这些标识符是否是同一个。
原文对链接属性(linkage)的定义如下：
An identifier declared in different scopes or in the same scope more than once can be made to refer to the same object or function by a process called linkage.
注意：链接属性(linkage)是相对于相同的标识符名称来说的，对于不同的标识符，没有链接属性。
按照C99（章节6.2.2），链接属性分为三种：external（外部的）， internal（内部的）， none（无）。
------------------|------------------------|---------------------------- 类型 | 说明 | 默认（即不使用extern和static） ------------------|------------------------|---------------------------- 外部(external) | 同一个标识符，即使在不同的 | (1)具有文件作用域的变量和函数 | 文件中，也表示同一个实体。 | (2)代码块作用域内部的函数声明 ------------------|------------------------|---------------------------- 内部(internal) | 同一个标识符，仅仅在同一个 | 无（如果不使用static，那么默 | 文件中才表示同一个实体。 | 认没有内部链接属性的标识符。 | | 只有被static修饰的具有文件作 | | 用域的标识符，才具有internal | | 链接属性） ------------------|------------------------|---------------------------- 无(none) | 表示不同的实体 | 所有其他的标识符。如：函数的 | | 参数、代码块作用域的变量、标 | | 签等 ------------------|------------------------|---------------------------
extern和static的使用：
3.1 文件作用域的变量和函数定义，即在所有代码块和参数列表之外的标识符，使用static修饰，则具有内部链接属性。
3.2 一个标识符声明为extern，并且前面已经对同一个标识符进行了声明，那么
(1)如果前一个声明时internal或者external，那么后一个声明与前一个相同。（即尽管后一个使用了extern，但其链接属性由前一个决定）。
(2)如果前一个声明为none，或者前一个声明在当前作用域不可见，那么这个标识符的链接属性为external。
举例说明并分析：（注意所有文件都在同一个工程中）
/* 文件《test1.c》 */ int a=1 ; /* 这里的a为external */ int b=1; /* 这里的b为external */ void print_in_test1() { static int a; /* 这里是重新声明一个变量a, 并且会隐藏掉外层的a。由于是 static静态类型，其默认初始化为0，所以下面的打印结果应为 0*/ extern int b; /* 虽然这里将b用extern声明，但是由于文件前面声明的b是 external，所以b的链接属性也没有改变，依然是
external，所以下面的打印结果应为 1 */
printf("test1.c: a == %d \n", a); printf("test1.c: b == %d \n", b); }
/*文件《test2.c》 */ static int a=2; /* 这里的a为internal */ void print_in_test2()
{ extern int a; /* 虽然这里将a用extern声明，但是由于文件前面声明的a是
internal，所以a的链接属性并没有改变，依然是internal */ int b =2; //这里b为none，不会链接到test1.c中的 b，所以下面的打印结果应为 2 printf("test2.c: a == %d \n", a); /* 所以下面的打印结果应为 2 */ printf("test2.c print_in_test2() : b == %d \n", b); } void print2_in_test2()
{ extern int b; /* b会链接到test1.c中的 b，而不是上面的函数中的 b，
所以下面的打印结果应为 1 */ printf("test2.c: b == %d /n", b); }
/* 文件《main.c》 */ #include #include extern int a; /* 会链接到test1.c中的 a，所以下面的打印结果应该为 1 */ void print_in_test1(); /* 函数原型，会链接到test1.c中的 print_in_test1()*/ int main(int argc, char *argv[]) { void print_in_test2(); /* 函数原型，会链接到test2.c中的
print_in_test2()
*/
void print2_in_test2(); /* 函数原型，会链接到test2.c中的
print2_in_test2()
*/
printf("main.c: a == %d \n", a); print_in_test1(); print_in_test2(); print2_in_test2(); system("PAUSE"); return 0; }
3.3 如果不使用static和extern：
1.对于函数声明:一定是external，无论是否在代码块内部。
2.对于变量声明：如果在代码块外，则是 external；否则是none
例子可以参照上面的程序代码，《main.c》中声明函数原型时，print_in_test1()在main函数外，print_in_test2() 和print2_in_test2()在main函数内，虽然位置不同，但都是external的，都会正确链接到相应的函数。
4.变量的生命周期、存储类型
变量的生存期(Storage durations)，也就是变量的生命周期(lifetime)，可以理解为：程序运行期间，变量从分配到地址 到 地址被释放 这一过程。
根据C99描述，变量的生存期分为三种类型：static（静态）, automatic（自动）, and allocated（动态分配）。
1. 属于文件作用域（即external或internal链接属性）、以及被static修饰的变量，具有static静态生存期。
2. 链接属性为none，并且没有static修饰 的变量，具有automatic自动生存期。
3. allocated动态分配生存期，是指使用malloc函数，在进程的堆空间分配内存的变量。
说明：
4.1 生命周期、存数类型 都是针对变量，对于函数等其他标识符没有这个说法。
因为在程序运行期间，只有变量才需要分配内存和释放内存，其他的诸如函数等都不需要。
4.2 变量的生命周期和存储类型密切相关。
(1)静态生存期的变量存储在静态内存中。其中使用static修饰的变量，在C语言书籍中也被称为“静态变量”。静态存储的变量，在程序运行之前就已经创建，在程序整个执行期间一直存在，如果声明时没有被显式的初始化，就会被自动初始化为0.
注意：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变量不一定就是静态变量， 例如外部变量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变量。
(2)自动生存期的变量存储于栈或寄存器中。其中在代码块内部声明的变量，在C语言书籍中也被称为“自动变量”，使用auto修饰符，默认可以省略。对于自动存储的变量当程序执行到含有自动变量的代码段时，自动变量才被创建，并且不会被自动初始化，代码段执行结束，自动变量就自动销毁，释放掉内存。如果代码段被反复执行，那么自动变量就会反复被创建和销毁。注意这一点和静态变量不同，静态变量只创建一次，到程序结束才销毁。
(3) 动态分配生存期的变量存储于堆中，也不会被自动初始化，使用free函数释放内存。
4.3 修改变量的存储类型（如用static将自动变量变为静态变量），并不会修改变量的作用域，变量的作用域仍然有其声明的位置决定。
4.4 变量的存储类型修饰符一共有五个：static、auto、register、extern、typedef。
4.5 函数的形式参数，如果使用修饰符，只能使用register修饰，表示运行时参数存储在寄存器上。注意：形式参数是不能用auto修饰的。
5、总结
下图为一个变量声明，在 不同的作用域 对应的其他属性：
----------|------------|-----------|-----------|-----------|------------- 作用域 | 声明位置 | 链接属性 | 存储类型 | 默认初始 | 使用static修饰 | | | | 化值 | ----------|------------|-----------|-----------|-----------|------------ file | 在所有“代码 | external | static | 0 | internal
| 块”和“参数 | | | | | 列表”之外 | | | | ----------|------------|-----------|-----------|-----------|----------- block | 在“代码块”或 | none | automatic | 形式参数调 | none | 者“函数的参 | | | 用时被初始 | | 数列表”内部 | | | 化；代码块 | | | | | 内部的不自 | | | | | 动初始化 | ----------|------------|-----------|-----------|-----------|---------- function | 函数体内 | ----- | ----- | 标签，不 | ----- | | | | 需要初始化 | ----------|------------|-----------|-----------|-----------|---------- function | 声明的函数 | ----- | ----- | 不需要初始 | -----
prototype | 原型的参数 | | | 化 | | 列表中（注 | | | | | 意与“函数定 | | | | | 义”不同） | | | | ----------|------------|-----------|-----------|----------|----------
