[C++程序设计]变量的存储类别

全局变量全部存放在静态存储区中,在程序开始执行时给全局变量分配存储单元,程序执行完毕就释放这些空间。在程序执行过程中它们占据固定的存储单元,而不是动态地进行分配和释放。

在动态存储区中存放以下数据: 1函数形式参数。在调用函数时给形参分配存储空间。2函数中的自 动变量(未加static声明的局部变量,详见后面的 介绍)。3函数调用时的现场保护和返回地址等。对以上这些数据,在函数调用开始时分配动态存储空间,函数结束时释放这些空间。在程序执行过程中,这种分配和释放是动态的,如果在一个程序中两次调用同一函数,则要进行两次分配和释放,而两次分配给此函数中局部变量的存储空间地址可能是不相同的。

存储方法分为静态存储和动态存储两大类。具体包含4种:自动的(auto)、静 态的(static)、寄存器的(register)和外部的(extern)。

自动变量
函数中的局部变量,如果不用关键字static加以声 明,编译系统对它们是动态地分配存储空间的。函 数的形参和在函数中定义的变量(包括在复合语句 中定义的变量)都属此类。在调用该函数时,系统
给形参和函数中定义的变量分配存储空间,数据存 储在动态存储区中。在函数调用结束时就自动释放 这些空间。如果是在复合语句中定义的变量,则在 变量定义时分配存储空间,在复合语句结束时自动 释放空间。因此这类局部变量称为自动变量(auto variable)。自动变量用关键字auto作存储类别的声 明。例如:

int f(int a) //定义f函数,a为形参

{auto int b,c=3; //定义b和c为整型的自动变量 ┆
}
存储类别auto和数据类型int的顺序任意。关键字auto可以省略,如果不写auto,则系统把它默认为自动存储类别,它属于动态存储方式。程序中大多数变量属于自动变量。本书前面各章所介绍的例子 中,在函数中定义的变量都没有声明为auto,其实都默认指定为自动变量。在函数体中以下两种写法 作用相同:
1 auto int b,c=3;
2 int b,c=3;

用static声明静态局部变量

有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后 不消失而保留原值,即其占用的存储单元不释放, 在下一次该函数调用时,该变量保留上一次函数调 用结束时的值。这时就应该指定该局部变量为静态 局部变量(static local variable)。

对静态局部变量的说明:

(1) 静态局部变量在静态存储区内分配存储单元。 在程序整个运行期间都不释放。而自动变量(即动 态局部变量)属于动态存储类别,存储在动态存储 区空间(而不是静态存储区空间),函数调用结束后 即释放。

(2) 为静态局部变量赋初值是在编译时进行值的, 即只赋初值一次,在程序运行时它已有初值。以后 每次调用函数时不再重新赋初值而只是保留上次函数调用结束时的值。而为自动变量赋初值,不是在编译时进行的,而是在函数调用时进行,每调用一次函数重新给一次初值,相当于执行一次赋值语句

(3) 如果在定义局部变量时不赋初值的话,对静态 局部变量来说,编译时自动赋初值0(对数值型变量) 或空字符(对字符型变量)。而对自动变量来说,如 果不赋初值,则它的值是一个不确定的值。这是由 于每次函数调用结束后存储单元已释放,下次调用 时又重新另分配存储单元,而所分配的单元中的值 是不确定的。

(4) 虽然静态局部变量在函数调用结束后仍然存 在,但其他函数是不能引用它的,也就是说,在其他函数中它是“不可见”的。

 #include <iostream>
 using namespace std;

 int func(int n);

 int main()
 {
     for(int i = ; i <= ; i++)
         cout << i << "! = " << func(i) << endl;

     return ;
 }

 int func(int n)
 {
     static int f = ;
     return f = f * n;
 }

用register声明寄存器变量

变量的值是存放在内存中的。当程序 中用到哪一个变量的值时,由控制器发出指令将内存中该变量的值送到CPU中的运算器。经过运算器进行运算,如果需要存数,再从运算器将数据送到 内存存放。

为提高执行效率,C++允许将局部变量的值放在CPU中的寄存器中,需要用时直接从寄存器取出参加运算,不必再到内存中去存取。这种变量叫做寄存器变量,用关键字register作声明

用extern声明外部变量

全局变量(外部变量)是在函数的外部定义的,它的作用域为从变量的定义处开始,到本程序文件的末尾。在此作用域内,全局变量可以为本文件中各个函数所引用。编译时将全局变量分配在静态存储区。
有时需要用extern来声明全局变量,以扩展全局变量的作用域。

1. 在一个文件内声明全局变量

如果外部变量不在文件的开头定义,其有效的作用 范围只限于定义处到文件终了。如果在定义点之前的函数想引用该全局变量,则应该在引用之前用关 键字extern对该变量作外部变量声明,表示该变量是一个将在下面定义的全局变量。有了此声明,就可以从声明处起,合法地引用该全局变量,这种声明称为提前引用声明。

2. 在多文件的程序中声明外部变量

如果一个程序包含两个文件,在两个文件中都要用 到同一个外部变量num,不能分别在两个文件中各自定义一个外部变量num。正确的做法是:在任一个文件中定义外部变量num,而在另一文件中用extern对num作外部变量声明。即
extern int num;

用static声明静态外部变量

有时在程序设计中希望某些外部变量只限于被本文件引用,而不能被其他文件引用。这时可以在定义外部变量时加一个static声明,编译时分配内存.

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从变量存储期(存在的时间)来区分,有动态存储 和静态存储两种类型。静态存储是程序整个运行时

间都存在,而动态存储则是在调用函数时临时分配 单元。

●动态存储 自动变量(本函数内有效) 寄存器变量(本函数内有效) 形式参数