存儲持續性、作用域、鏈接性

• 自動存儲持續性:在函數定義中聲明的變量(包括函數參數)的存儲持續性為自動的。它們在程序開始執行其所屬的函數或代碼塊時被創建，在執行完函數或代碼塊時,它們使用的內存被釋放。C++有兩種存儲持續性為自動的變量。
• 靜態存儲持續性:在函數定義外定義的變量和使用關鍵字static定義的變量的存儲持續性都為靜態。它們在程序整個運行過程中都存在。C+ +有3種存儲持續性為靜態的變量。線程存儲持續(C++11) :當前,多核處理器很常見，這些CPU可同時處理多個執行任務。這讓程序能夠將計算放在可并行處理的不同線程中。如果變量是使用關鍵字thread_ local聲明的 ，則其生命周期與所屬的線程一樣長。
• 動態存儲持續性:用new運算符分配的內存將一直存在， 直 到使用delete運算符將其釋放或程序結束為止。這種內存的存儲持續性為動態,有時被稱為自由存儲( free store )或堆( heap )

1.自動存儲持續性

1.1.自動變量的初始化

1.2.自動變量和棧

????????了解典型的C+ +編譯器如何實現自動變量有助于更深入地了解自動變量。由于自動變量的數目隨函數的開始和結束而增減,因此程序必須在運行時對自動變量進行管理。常用的方法是留出一段內存,并將其視為棧，以管理變量的增減。之所以被稱為棧,是由于新數據被象征性地放在原有數據的上面(也就是說,在相鄰的內存單元中,而不是在同一個內存單元中) ,當程序使用完后,將其從棧中刪除。棧的默認長度取決于實現，但編譯器通常提供改變棧長度的選項。程序使用兩個指針來跟蹤棧,一個指針指向棧底一棧的開始位置，另一個指針指向堆項 下一 個可用內存單元。當函數被調用時,其自動變量將被加入到棧中,棧頂指針指向變量后面的下一個可用的內存單元。函數結束時，棧頂指針被重置為函數被調用前的值，從而釋放新變量使用的內存。

????????棧是LIFO (后進先出)的，即最后加入到棧中的變量首先被彈出。這種設計簡化了參數傳遞。函數調用將其參數的值放在棧頂,然后重新設置棧頂指針。被調用的函數根據其形參描述來確定每個參數的地址。

1.3.寄存器變量

2.靜態持續變量

????????和C語言一樣，C++也為靜態存儲持續性變量提供了3種鏈接性:外部鏈接性(可在其他文件中訪問)、內部鏈接性(只能在當前文件中訪問)和無鏈接性(只能在當前函數或代碼塊中訪問)。這3種鏈接性都在整個程序執行期間存在，與自動變量相比，它們的壽命更長。由于靜態變量的數目在程序運行期間是不變的，因此程序不需要使用特殊的裝置(如棧)來管理它們。編譯器將分配固定的內存塊來存儲所有的靜態變量，這些變量在整個程序執行期間一直存在。另外，如果沒有顯式地初始化靜態變量，編譯器將把它設置為0。在默認情況下,靜態數組和結構將每個元素或成員的所有位都設置為0。

例子?

????????正如前面指出的，所有靜態持續變量(上述示例中的global、one_ file和count )在整個程序執行期間都存在。在funct1()中聲 明的變量count的作用域為局部，沒有鏈接性，這意味著只能在funct1()函數中使用它，就像自動變量lam一樣。然而，與llama不同的是，即使在funct1()函數沒有被執行時，count也留在內存中。global和one_ file的作用 域都為整個文件，即在從聲明位置到文件結尾的范圍內都可以被使用。具體地說，可以在main(、funct1()和funct2()中使用它們。 由于one_ file的鏈接性為內部,因此只能在包含上述代碼的文件中使用它；由于global的鏈接性為外部，因此可以在程序的其他文件中使用它。

5種變量存儲方式?

3.靜態持續性，外部鏈接性

????????鏈接性為外部的變量通常簡稱為外部變量，它們的存儲持續性為靜態，作用域為整個文件。外部變量是在函數外部定義的，因此對所有函數而言都是外部的。例如，可以在main()前面或頭文件中定義它們。可以在文件中位于外部變量定義后面的任何函數中使用它，因此外部變量也稱全局變量( 相對于局部的自動變量)。

3.1單定義規則

3.2 全局變量和局部變量

????????既然可以選擇使用全局變量或局部變量，那么到底應使用哪種呢?首先，全局變量很有吸引力，因為所有的函數能訪問全局變量，因此不用傳遞參數。但易于訪問的代價很大——程序不可靠。 計算經驗表明，程序越能避免對數據進行不必要的訪問，就越能保持數據的完整性。通常情況下，應使用局部變量，應在需要知曉時才傳遞數據，而不應不加區分地使用全局變量來使數據可用。讀者將會看到，OOP在數據隔離方面又向前邁進了一步。然而，全局變量也有它們的用處。例如，可以讓多個函數可以使用同一一個數據塊(如月份名數組或原子量數組)。外部存儲尤其適于表示常量數據，因為這樣可以使用關鍵字const來防止數據被修改。

4.靜態持續性，內部鏈接性

????????將static限定符用于作用域為整個文件的變量時，該變量的鏈接性將為內部的。在多文件程序中,內部鏈接性和外部鏈接性之間的差別很有意義。鏈接性為內部的變量只能在其所屬的文件中使用；但常規外部變量都具有外部鏈接性，即可以在其他文件中使用，如前面的示例所示。

注意:在多文件程序中，可以在一個文件(且只能在一一個文件)中定義一個外部變量。使用該變量的其他文件必須使用關鍵字extern聲明它。?

正確示例

?兩個程序的輸出

?5.靜態存儲持續性，無鏈接性

????????至此，介紹了鏈接性分別為內部和外部、作用域為整個文件的變量。接下來介紹靜態持續家族中的第三個成員——無鏈接性的局部變量。 這種變量是這樣創建的，將static限定符用于在代碼塊中定義的變量。在代碼塊中使用static時,將導致局部變量的存儲持續性為靜態的。這意味著雖然該變量只在該代碼塊中可用,但它在該代碼塊不處于活動狀態時仍然存在。因此在兩次函數調用之間，靜態局部變量的值將保持不變。另外,如果初始化了靜態局部變量，則程序只在啟動時進行一次初始化。以后再調用函數時，將不會像自動變量那樣再次被初始化。

?6.函數和鏈接性

????????和變量一樣，函數也有鏈接性，雖然可選擇的范圍比變量小。和C語言一樣，C++不允許在個函數中定義另外一一個函數，因此所有函數的存儲持續性都自動為靜態的，即在整個程序執行期間都一直存在。在默認情況下，函數的鏈接性為外部的，即可以在文件間共享。實際上，可以在函數原型中使用關鍵字extern來指出函數是在另一個文件中定義的，不過這是可選的(要讓程序在另一個文件中查找函數，該文件必須作為程序的組成部分被編譯，或者是由鏈接程序搜索的庫文件)。還可以使用關鍵字static將函數的鏈接性設置為內部的，使之只能在一個文件中使用。必須同時在原型和函數定義中使用該關鍵字:

?????????這意味著該函數只在這個文件中可見，還意味著可以在其他文件中定義同名的的函數。和變量一樣，在定義靜態函數的文件中，靜態函數將覆蓋外部定義，因此即使在外部定義了同名的函數，該文件仍將使用靜態函數。

????????單定義規則也適用于非內聯函數，因此對于每個非內聯函數，程序只能包含一一個定義。對于鏈接性為外部的函數來說，這意味著在多文件程序中，只能有一個文件 (該文件可能是庫文件 ，而不是您提供的 )包含該函數的定義，但使用該函數的每個文件都應包含其函數原型。

????????內聯函數不受這項規則的約束，這允許程序員能夠將內聯函數的定義放在頭文件中。這樣，包含了頭文件的每個文件都有內聯函數的定義。然而，C++要求同一個函數的所有內聯定義都必須相同。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++(一)——存储持续性、作用域、链接性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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