CC_全局變量和局部變量

1、1程序的內存區(qū)域并不是所有的變量時時刻刻都是可知的。一些變量在整個程序中都是可見的，它們稱為全局變量。一些變量只能在一個函數(shù)中可知，稱為局部變量。要了解變量的這些屬性，應先弄清程序在內存中的分布區(qū)域，見圖5-2。一個程序將操作系統(tǒng)分配給其運行的內存塊分為4個區(qū)域：(1)代碼區(qū)，存放程序的代碼，即程序中的各個函數(shù)代碼塊。(2)全局數(shù)據(jù)區(qū)，存放程序的全局數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。(3)堆區(qū)，存放程序的動態(tài)數(shù)據(jù)。(4)棧區(qū)，存放程序的局部數(shù)據(jù)，即各個函數(shù)中的數(shù)據(jù)。-棧區(qū) 是普通的棧數(shù)據(jù)結構,遵循LIFO后進先出的規(guī)則,局部變量安排在那里是ASM時就規(guī)定的,這樣可以在一個函數(shù)結束后平衡堆棧,操作簡單,效率高 -

2、堆(動態(tài)區(qū))在這里應當叫堆棧(不要和數(shù)據(jù)結構中的堆搞混)是程序在編譯時產(chǎn)生的一塊用于產(chǎn)生動態(tài)內存分配使用的塊,操作比較棧要麻煩許多,在分配時要判斷最優(yōu)的地址(防止產(chǎn)生無用的內存碎片(由于屢次的NEW和DELETE產(chǎn)生的夾在兩塊使用中內存中的空余小內存(不容易被分配),分配和回收時的效率比棧低多了。對比：棧是系統(tǒng)提供的功能，特點是快速高效，缺點是有限制，數(shù)據(jù)不靈活；而堆是函數(shù)庫提供的功能，特點是靈活方便，數(shù)據(jù)適應面廣泛，但是效率有一定降低。棧是系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構，對于進程/線程是唯一的；堆是函數(shù)庫內部數(shù)據(jù)結構，不一定唯一。不同堆分配的內存無法互相操作。?？臻g分靜態(tài)分配和動態(tài)分配兩種。靜態(tài)分配是編譯器完

3、成的，比如自動變量(auto)的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)完成。棧的動態(tài)分配無需釋放(是自動的)，也就沒有釋放函數(shù)。為可移植的程序起見，棧的動態(tài)分配操作是不被鼓勵的！堆空間的分配總是動態(tài)的，雖然程序結束時所有的數(shù)據(jù)空間都會被釋放回系統(tǒng)，但是精確的申請內存/ 釋放內存匹配是良好程序的基本要素。 堆是程序員管理的,棧是系統(tǒng)管理的. 一般全局變量存放在數(shù)據(jù)區(qū)，局部變量存放在棧區(qū)，動態(tài)變量存放在堆區(qū)，函數(shù)代碼放在代碼區(qū)。 程序的指令代碼是存放在程序代碼區(qū)的 靜態(tài)存儲變量是存放在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)的 包括全局變量等 而程序中的動態(tài)存儲變量存放在動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) 如函數(shù)的形參以及函數(shù)調用時的返回地址等 =2.變量

4、可以在程序中三個地方說明: 函數(shù)內部、函數(shù)的參數(shù)定義中或所有的函數(shù)外部。根據(jù)所定義位置的不同, 變量可分為局部變量、形式參數(shù)和全程變量。從空間角度來看，變量可以分為全局變量和局部變量，而從時間角度來分的可以有靜態(tài)存儲變量和動態(tài)存儲變量之分。 1.1)全局變量在函數(shù)外邊訪問的變量被認為是全局變量，并在程序的每個函數(shù)中是可見的。全局變量存放在內存的全局數(shù)據(jù)區(qū)。全局變量由編譯器建立，如果在定義的時候不做初始化 則系統(tǒng)將自動為起賦值 數(shù)值型為0 字符型為空0。 全局變量也稱為外部變量，是在函數(shù)的外部定義的，它的作用域為從變量定義處開始，到本程序文件的末尾。全局變量全部存放在靜態(tài)存儲區(qū)，在程序開始執(zhí)行時

5、給全局變量分配存儲區(qū)，程序行完畢就釋放。在程序執(zhí)行過程中它們占據(jù)固定的存儲單元，而不動態(tài)地進行分配和釋放； 如果在定義點之前的函數(shù)想引用該外部變量，則應該在引用之前用關鍵字extern對該變量作“外部變量聲明”。表示該變量是一個已經(jīng)定義的外部變量。有了此聲明，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變量。其有效作用域就被拓展到從這個文件extern聲明處到文件結束。全局變量定義之前的所有函數(shù)定義，不會知道該變量。 全局變量的弊端 增加內存開銷 降低函數(shù)的通用性 1.2)局部變量 在函數(shù)內部定義的變量僅在該函數(shù)內是可見的。另外，局部變量的類型修飾是auto，表示該變量在棧中分配空間，但習慣上都省略

6、auto。在函數(shù)開始運行時，局部變量在棧區(qū)被分配空間，函數(shù)退出時，局部變量（非靜態(tài)的）隨之消失。局部變量沒有初始化。如果局部變量不被顯式初始化，那么，其內容是不可預料的。局部變量從存儲方式上可分為動態(tài)(auto)存儲類型和靜態(tài)(static)存儲類型。動態(tài)存儲類型的局部變量都是動態(tài)的分配存儲空間，數(shù)據(jù)存儲在動態(tài)存儲區(qū)（棧）中。函數(shù)調用結束后自動釋放，生存期是在聲明該變量的函數(shù)執(zhí)行過程。靜態(tài)存儲類型的局部變量則是靜態(tài)的分配存儲空間，數(shù)據(jù)存儲在靜態(tài)存儲區(qū)中。在程序整個運行期間都不釋放，生存期貫穿于程序運行的整個過程。默認都是動態(tài)地分配存儲空間的，我們在平時的聲明變量的過程中auto都是默認省略的。

7、 2）靜態(tài)存儲變量和動態(tài)存儲變量對于程序運行期間根據(jù)需要進行臨時動態(tài)分配存儲空間的變量 為動態(tài)存儲變量對于那些程序運行期間永久占用固定內存的變量 稱為靜態(tài)存儲變量-1、局部變量能否和全局變量重名？ 答：能，局部會屏蔽全局。要用全局變量，需要使用: 局部變量可以與全局變量同名，在函數(shù)內引用這個變量時，會用到同名的局部變量，而不會用到全局變量。對于有些編譯器而言，在同一個函數(shù)內可以定義多個同名的局部變量，比如在兩個循環(huán)體內都定義一個同名的局部變量，而那個局部變量的作用域就在那個循環(huán)體內。 2、如何引用一個已經(jīng)定義過的全局變量？ 可以用引用頭文件的方式，也可以用extern關鍵字，如果用引用頭文件方

8、式來引用某個在頭文件中聲明的全局變理，假定你將那個變量寫錯了，那么在編譯期間會報錯，如果你用extern方式引用時，假定你犯了同樣的錯誤，那么在編譯期間不會報錯，而在連接期間報錯。 可以在不同的C文件中聲明同名的全局變量，前提是其中只能有一個C文件中對此變量賦初值，此時連接不會出錯 4、static全局變量與普通的全局變量有什么區(qū)別？static局部變量和普通局部變量有什么區(qū)別？static函數(shù)與普通函數(shù)有什么區(qū)別？ 全局變量(外部變量)的說明之前再冠以static 就構成了靜態(tài)的全局變量。全局變量本身就是靜態(tài)存儲方式，靜態(tài)全局變量當然也是靜態(tài)存儲方式。 這兩者在存儲方式上并無不同。這兩者的區(qū)

9、別雖在于非靜態(tài)全局變量的作用域是整個源程序，當一個源程序由多個源文件組成時，非靜態(tài)的全局變量在各個源文件中都是有效的。而靜態(tài)全局變量則限制了其作用域， 即只在定義該變量的源文件內有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于靜態(tài)全局變量的作用域局限于一個源文件內，只能為該源文件內的函數(shù)公用，因此可以避免在其它源文件中引起錯誤。 從以上分析可以看出， 把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期。把全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。 static函數(shù)與普通函數(shù)作用域不同，僅在本文件。只在當前源文件中使用的函數(shù)應該說明為內部函數(shù)(static)

10、，內部函數(shù)應該在當前源文件中說明和定義。對于可在當前源文件以外使用的函數(shù)，應該在一個頭文件中說明，要使用這些函數(shù)的源文件要包含這個頭文件 static全局變量與普通的全局變量有什么區(qū)別：static全局變量只初使化一次，防止在其他文件單元中被引用; static局部變量和普通局部變量有什么區(qū)別：static局部變量只被初始化一次，下一次依據(jù)上一次結果值； static函數(shù)與普通函數(shù)有什么區(qū)別：static函數(shù)在內存中只有一份，普通函數(shù)在每個被調用中維持一份拷貝. 5、程序的局部變量存在于（堆棧）中，全局變量存在于（靜態(tài)區(qū) ）中，動態(tài)申請數(shù)據(jù)存在于（ 堆）中。 - - 三。C語言中的變量存儲分類

11、指定 auto auto稱為自動變量 如果函數(shù)不做其他說明的話 均為自動變量 static static稱為靜態(tài)變量。根據(jù)變量的類型可以分為靜態(tài)局部變量和靜態(tài)全程變量。 1. 靜態(tài)局部變量 它與局部變量的區(qū)別在于: 在函數(shù)退出時, 這個變量始終存在, 但不能被其它函數(shù)使用, 當再次進入該函數(shù)時, 將保存上次的結果。其它與局部變量一樣。 2. 靜態(tài)全程變量 Turbo C2.0允許將大型程序分成若干獨立模塊文件分別編譯, 然后將所有模塊的目標文件連接在一起, 從而提高編譯速度, 同時也便于軟件的管理和維護。靜態(tài)全程變量就是指只在定義它的源文件中可見而在其它源文件中不可見的變量。它與全程變量的區(qū)別

12、是: 全程變量可以再說明為外部變量(extern), 被其它源文件使用, 而靜態(tài)全程變量卻不能再被說明為外部的, 即只能被所在的源文件使用。 extern extern稱為外部變量。為了使變量除了在定義它的源文件中可以使用外, 還要被其它文件使用。因此, 必須將全程變量通知每一個程序模塊文件, 此時可用extern來說明。 eg. 文件1為file1.c 文件2為file2.c int i, j;/*定義全程變量*/ extern int i, j;/*說明將i, j從 文件1中復制過來*/ char c; extern char c; /*將c復制過來*/ void func1(int k)

13、; func2() /*用戶定義函數(shù)*/ main() static float k;/*定義靜態(tài)變量*/ i=j*5/100; func1(20);/*調用函數(shù)*/ k=i/1.5; func2(); . . . . . . func1(int k) /*用戶定義函數(shù)*/ j=k*100; 連接時, 首先應建立一個.prj的文件。例如file.prj, 該文件內容如下: file1.c file2.c 然后將file.prj的文件名寫入主菜單Project中的Project Name項中。 再用F9 編譯連接, 就可產(chǎn)生一個文件名為fioe.exe的可執(zhí)行文件。 register regis

14、ter稱為寄存器變量。它只能用于整型和字符型變量。定義符register說明的變量被Turbo C2.0存儲在CPU的寄存器中, 而不是象普通的變量那樣存儲在內存中, 這樣可以提高運算速度。但是Turbo C2.0只允許同時定義兩個寄存器變量,一旦超過兩個, 編譯程序會自動地將超過限制數(shù)目的寄存器變量當作非寄存器變量來處理。因此, 寄存器變量常用在同一變量名頻繁出現(xiàn)的地方。 另外, 寄存器變量只適用于局部變量和函數(shù)的形式參數(shù), 它屬于auto型變量, 因此, 不能用作全程變量。定義一個整型寄存器變量可寫成: register int a; - 另外關于靜態(tài)和全局的一些問題：靜態(tài)變量的特點：1、

15、 一次存儲：靜態(tài)局部變量只被初始化一次，下一次初始化根據(jù)上一次的結果值，有點類似于c+中類的靜態(tài)成員變量，即無論該類型生成多少個實例對象，所有的對象共用一個靜態(tài)變量，到這里就是無論這個函數(shù)調用多少次，該靜態(tài)變量只初始化一次，并沒有因為超出其生存期而被銷毀，只是外部不可見而已，用個例子說明之：void fun1( int v ) static int value = v; static int value = v;int main( int arc, char *args ) fun1( 50 ); fun1( 100 ); 執(zhí)行的結果是：value : 50 value : 50 說明在第二次

16、調用fun1( )時的初始化value的采用的是上一次value的值，value在靜態(tài)區(qū)的存儲空間并沒有因為fun1( )的結束而被釋放，即體現(xiàn)了一次存儲； 2、 作用域限定：靜態(tài)修飾的作用域限定功能同時體現(xiàn)在函數(shù)與變量上；a) 對于函數(shù)而言，任何用static修飾的函數(shù)，其作用域僅為當前源文件，而對外部來說這個函數(shù)是不可見的，即只有和其在同一源文件中的函數(shù)才能調用這個靜態(tài)函數(shù)；反過來說，如果一個函數(shù)僅僅被同一源文件中的其他函數(shù)調用，那么這個函數(shù)應該聲明為靜態(tài)的，這樣做的好處在于：可以一定程度上的解決不同源文件之間函數(shù)的命名沖突問題；b) 對于變量而言，static修飾的全局變量，只在當前源文

17、件中有效，對外部不可見，外部文件不能夠引用；顧名思義，全局變量是指能夠在全局引用的變量，相對于局部變量的概念，也叫外部變量；同靜態(tài)變量一樣，全局變量位于靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，全局變量一處定義，多處引用，用關鍵字“extern”引用“外部”的變量。全局變量也可以是靜態(tài)的，在前面有過說明，靜態(tài)全局變量的意義就是不讓“外部”引用，是單個源文件里的全局變量，即是編譯階段的全局變量，而不是連接階段的全局變量。 通過上面的分析，我們不難得出以下結論：1、 靜態(tài)函數(shù)與普通函數(shù)的區(qū)別在于：靜態(tài)函數(shù)不可以被同一源文件以外的函數(shù)調用。2、 靜態(tài)局部變量與普通局部變量的區(qū)別在于：靜態(tài)局部變量只初始化一次，下一次初始化實際上是

18、依然是上一次的變量；3、 靜態(tài)全局變量與普通全局變量的區(qū)別在于：靜態(tài)全局變量的作用域僅限于所在的源文件。- - - 局部變量、全局變量、靜態(tài)變量靜態(tài)變量的類型說明符是static。 靜態(tài)變量當然是屬于靜態(tài)存儲方式，但是屬于靜態(tài)存儲方式的量不一定就是靜態(tài)變量，例如外部變量雖屬于靜態(tài)存儲方式，但不一定是靜態(tài)變量，必須由 static加以定義后才能成為靜態(tài)外部變量，或稱靜態(tài)全局變量。對于自動變量，它屬于動態(tài)存儲方式。 但是也可以用static定義它為靜態(tài)自動變量，或稱靜態(tài)局部變量，從而成為靜態(tài)存儲方式。由此看來， 一個變量可由static進行再說明，并改變其原有的存儲方式。1. 靜態(tài)局部變量在局部變

19、量的說明前再加上static說明符就構成靜態(tài)局部變量。例如：static int a,b;static float array5=1,2,3,4,5； 靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲方式，它具有以下特點：(1)靜態(tài)局部變量在函數(shù)內定義，但不象自動變量那樣，當調用時就存在，退出函數(shù)時就消失。靜態(tài)局部變量始終存在著，也就是說它的生存期為整個源程序。(2)靜態(tài)局部變量的生存期雖然為整個源程序，但是其作用域仍與自動變量相同，即只能在定義該變量的函數(shù)內使用該變量。退出該函數(shù)后，盡管該變量還繼續(xù)存在，但不能使用它。(3)允許對構造類靜態(tài)局部量賦初值。若未賦以初值，則由系統(tǒng)自動賦以0值。(4)對基本類型的靜態(tài)局部

20、變量若在說明時未賦以初值，則系統(tǒng)自動賦予0值。而對自動變量不賦初值，則其值是不定的。 根據(jù)靜態(tài)局部變量的特點， 可以看出它是一種生存期為整個源程序的量。雖然離開定義它的函數(shù)后不能使用，但如再次調用定義它的函數(shù)時，它又可繼續(xù)使用，而且保存了前次被調用后留下的值。 因此，當多次調用一個函數(shù)且要求在調用之間保留某些變量的值時，可考慮采用靜態(tài)局部變量。雖然用全局變量也可以達到上述目的，但全局變量有時會造成意外的副作用，因此仍以采用局部靜態(tài)變量為宜2.靜態(tài)全局變量全局變量(外部變量)的說明之前再冠以static 就構成了靜態(tài)的全局變量。全局變量本身就是靜態(tài)存儲方式， 靜態(tài)全局變量當然也是靜態(tài)存儲方式。

21、這兩者在存儲方式上并無不同。這兩者的區(qū)別雖在于非靜態(tài)全局變量的作用域是整個源程序，當一個源程序由多個源文件組成時，非靜態(tài)的全局變量在各個源文件中都是有效的。 而靜態(tài)全局變量則限制了其作用域， 即只在定義該變量的源文件內有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于靜態(tài)全局變量的作用域局限于一個源文件內，只能為該源文件內的函數(shù)公用，因此可以避免在其它源文件中引起錯誤。從以上分析可以看出， 把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期。把全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。因此static 這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。應予以注意。靜態(tài)變量除范圍之外，變量還有存活期，在這一期間變量能夠保持它們的值。在應用程序的存活期內一直保持模塊級變量和公用變量的值。但是，對于 Dim 聲明的局部變量以及聲明局部變量的過程，僅當過程在執(zhí)行時這些局部變量