C++理论梳理5——变量的存储类型（作用域、生命周期和链接性）-源码交易平台丞旭猿

chapter 1——存储类型

变量的存储类型指的是给变量分配内存的方法，如：自动存储，静态存储，动态存储和线程存储。存储类型可以用作用域/生命周期和链接性进行描述。

自动存储：在函数内部定义的变量使用自动存储空间，是一个局部变量作用域是包含它的代码块（代码块是花括号中的一段代码）。自动变量通常存储在栈stack中（后进先出）静态存储：是在整个程序执行期间都存在的存储方式。有3中：外部连结性（多个文件共享，在代码块外声明且其他文件用extern访问）、内部链接性（只能在当前文件中访问，在代码块外声明并加static）、无链接性（只能在当前代码块中访问，在代码块内声明）动态存储：使用new和delete定义的存储变量，存放于堆heap中。其生命周期只受new和delete控制。线程存储：TBD

作用域：就是一个变量可以被引用的范围，如：文件作用域（单个文件内部全局可访问）、局部作用域（代码块内部可访问）生命周期：就是这个变量可以访问的时间段链接性：多个文件间的数据共享。

// main.cppinta=1;// 这是定义变量，该变量可文件间共享，整个程序运行期间都存在staticintb=2;// 只有本文件可访问，整个程序运行期间都存在constintc=3;// 只有本文件可访问，整个程序运行期间都存在voidmain(){intd=4;// 只有该函数可访问，函数结束后变量内存释放staticinte=5;// 只有该函数可访问，整个程序运行期间都存在}

// func.cppexterninta;// 这是声明变量，引用外部文件定义的数据voidfunc(){/*********************/}

从另一个角度可这样理解：

chapter 2——变量类型

全局变量

• 作用域：全局作用域（全局变量只需在一个源文件中定义，其他源文件声明即可使用，详见声明与定义）
• 生命周期：程序运行期一直存在
• 引用方法：其他文件对要使用的全局变量进行extern关键字声明。
• 内存分布：全局数据区
• 注意：如果在两个文件中都定义了相同名字的全局变量，连接出错：变量重定义

inti;//声明并定义externinti;//声明externinti=10;//定义

全局静态变量

• 作用域：文件作用域（只在被定义的文件中可见）
• 生命周期：程序运行期一直存在
• 内存分布：全局数据区
• 定义方法：static关键字，const 关键字（const和inline定义一般放在.h中，且不和extern配合使用。）
• 注意：只要文件不互相包含，在两个不同的文件中是可以定义完全相同的两个静态变量的，它们是两个完全不同的变量

局部变量

• 作用域：局部作用域（只在局部作用域中可见）
• 生命周期：程序运行出局部作用域即被销毁 ，如函数内部
• 内存分布：栈区

静态局部变量

• 作用域：局部作用域（只在局部作用域中可见）。
• 生命周期：程序运行期一直存在
• 内存分布：全局数据区
• 定义方法：局部作用域用中用static定义 （比如用于：被调函数返回指针：此时用static定义的变量在函数调用结束后不释放，可将该static变量的地址作为返回值）
• 注意：只被初始化一次，多线程中需加锁保护

总的来讲：

• 变量的作用域、生命周期和链接性本质是内存管理问题，一个程序的内存分为代码区、全局数据区、堆区、栈区等
• 若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度；若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度。

chapter 3——内存解释

内存解释：如下图

当一个程序被加载到主内存中时，它通常被组织成四个内存区域，称为段：代码段、数据段、堆栈段和堆段。

代码段：有时也称为文本段。它包含可执行指令（机器代码）。代码段通常是只读的。数据段：数据段分为两部分：初始化数据段：所有全局、静态和常量数据都存储在数据段中；未初始化数据段：所有未初始化的全局变量和静态变量都存储在该段中，也称为BSS段。堆段：当程序在运行时使用calloc和malloc函数分配内存时，内存在堆中分配。堆栈段：堆栈用于存储局部变量、函数参数和其他与函数相关的信息。

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