Question

变量的存储类型

Answer 1

我们在程序中会经常定义一些变量来保存和处理数据。从本质上看，变量代表了一段可操作的内存，也可以认为变量是内存的符号化表示。当程序中需要使用内存时，可以定义某种类型的变量。此时编译器根据变量的数据类型分配一定大小的内存空间。程序就可以通过变量名来访问对应的内存了。
如果说变量的数据类型决定了对应内存的大小，那么存储类型则影响着对应内存的使用方式。所谓使用方式，具体说就是在什么时间、程序的什么地方可以使用变量，即变量的生命周期和作用域。
先了解一些基本常识。一、在程序运行时内存中有三个区域可以保存变量：静态存储区、栈(stack)和堆(heap)。二、根据变量定义的位置可分为全局变量(定义在函数体外的变量)和局部变量(定义在函数体内的变量，包括形参)。
所有的全局变量和静态局部变量(定义时使用关键字static)都保存在静态存储区，其特点是：在编译时分配内存空间并进行初始化。在程序运行期间，变量一直存在，直到程序结束，变量对应的内存空间才被释放。
而所有的非静态局部变量(又称为自动变量)保存在栈(stack)中，其特点是：在变量所在的函数或模块被执行时动态创建，函数或模块执行完时，变量对应的内存空间被释放。换句话说，函数或模块每被执行一次，局部变量就会重新被分配空间。如果变量定义时没有初始化，那么变量中的值是随机数。
所有用malloc分配的内存(又称为动态内存)都在堆(heap)中，其特点是：一般通过指针来访问动态分配的内存。即可以通过free来手动释放动态内存，也可以在程序结束时由系统自动释放。
以上讨论的是变量的生命周期，下面来看作用域。作用域指的是变量的可见范围，即在变量的生命周期内，程序的哪些部分可以使用该变量。
全局变量的作用域从定义点开始一直到源文件的结束。如果要在定义点之前使用全局变量的话就需要使用关键字extern对作用域进行扩展。全局变量缺省是可以被其他文件引用的。如果希望仅限于本文件使用的话，需要在定义时使用关键字static。
对于局部变量来说，无论是静态局部变量还是自动变量，作用域都仅限于定义该变量的函数或模块。
动态内存只要没有被释放就可以在程序的任何地方使用，前提是要知道动态内存的地址。
注：static加在全局变量前影响的是作用域，加在局部变量前影响的是生命周期。