【考點(diǎn)九】 變量作用域與生存周期
1.C+ +中變量的存儲(chǔ)類型分為如下幾種類型:auto--函數(shù)內(nèi)部的局部變量(auto可省略不寫)。static--靜態(tài)存儲(chǔ)分配,又分為內(nèi)部和外部靜態(tài)。extern--全局變量(用于外部變量說明)。register--變量存儲(chǔ)在硬件寄存器中。
(1)自動(dòng)變量①在函數(shù)內(nèi)部定義的局部變量即為自動(dòng)變量,用于說明自動(dòng)變量的關(guān)鍵字auto可以省略。②在函數(shù)頭部定義的自動(dòng)變量作用域?yàn)槎x它的函數(shù);而在塊語句中定義的自動(dòng)變量作用域?yàn)樗趬K。與C不同,C+ +還允許在變量使用之前才定義變量。③編譯程序不給自動(dòng)變量賦予隱含的初值,故其初值不確定。因此,每次使用自動(dòng)變量前,必須明確地賦初值。④形參可以看成是函數(shù)的自動(dòng)變量,作用域僅限于相應(yīng)函數(shù)內(nèi)。⑤自動(dòng)變量所使用的存儲(chǔ)空間由程序自動(dòng)地創(chuàng)建和釋放。當(dāng)函數(shù)調(diào)用時(shí)為自動(dòng)變量創(chuàng)建存儲(chǔ)空間,函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)將自動(dòng)釋放為其創(chuàng)建的存儲(chǔ)空間。因此,自動(dòng)變量隨函數(shù)的調(diào)用而存在并隨函數(shù)調(diào)用結(jié)束而消失,由一次調(diào)用到下一次調(diào)用之間不保存值。
(2)外部變量①在函數(shù)外部定義的變量即為外部變量。②外部變量的作用域是整個(gè)程序(全局變量)。③在C+ +中,程序可以分別放在幾個(gè)源文件上,每個(gè)文件可作為一個(gè)編譯單位分別編譯。外部變量只需在某個(gè)文件上定義一次,其他文件若要引用此變量時(shí),應(yīng)用extern加以說明。(外部變量定義時(shí)不必加extern關(guān)鍵字)。④在同一文件中,若前面的函數(shù)要引用在其后面定義的外部(在函數(shù)之外)變量時(shí),也應(yīng)用extern加以說明。⑤外部變量是由編譯程序在編譯時(shí)給其分配空間,屬于靜態(tài)分配變量,對(duì)于數(shù)值型(整型、浮點(diǎn)型和字符型)外部變量來說,其有隱含初值0。引進(jìn)外部變量的原因:其一是只要程序運(yùn)行外部變量的值是始終存在的;其二是外部變量可以在所有函數(shù)間共享。在C+ +中,可以使用外部變量,但是,必須要清楚使用外部變量的副作用。使用外部變量的函數(shù)獨(dú)立性差,通常不能被移植到其他程序中,而且,如果多個(gè)函數(shù)都使用到某個(gè)外部變量,一旦出現(xiàn)問題,就很難發(fā)現(xiàn)問題是由哪個(gè)函數(shù)引起的。在C+ +中,盡量不用或少用外部變量,可使用參數(shù)在函數(shù)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。
(3)靜態(tài)變量?jī)?nèi)部靜態(tài)變量:①在局部變量前加上"static"關(guān)鍵字就成為內(nèi)部靜態(tài)變量。②內(nèi)部靜態(tài)變量仍是局部變量,其作用域仍在定義它的函數(shù)內(nèi)。但該類型變量采用靜態(tài)存儲(chǔ)分配,當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完,返回調(diào)用點(diǎn)時(shí),該變量并不撤消,其值將繼續(xù)保留,若下次再進(jìn)入該函數(shù)時(shí),其值仍然存在。內(nèi)部靜態(tài)變量有隱含初值0,并且只在編譯時(shí)初始化一次。外部靜態(tài)變量:①在函數(shù)外部定義的變量前加上"static"關(guān)鍵字便成了外部靜態(tài)變量。②外部靜態(tài)變量的作用域?yàn)槎x它的文件,即成為該文件的"私有"(private)變量,只有其所在文件上的函數(shù)可以訪問該外部靜態(tài)變量,而其他文件上的函數(shù)一律不得直接訪問該變量,除非通過外部靜態(tài)變量所在文件上的各種函數(shù)來對(duì)它進(jìn)行操作,這也是一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏的方式。③與內(nèi)部靜態(tài)變量一樣,外部靜態(tài)變量也采用靜態(tài)存儲(chǔ)分配,有隱含初值0。在C+ +中,除了支持C風(fēng)格的內(nèi)部和外部靜態(tài)變量的使用之外,還可將類成員聲明成static,它有著不同的含義。(4)寄存器變量①只有自動(dòng)(局部)變量和函數(shù)參數(shù)可指定為寄存器存儲(chǔ)類,它的作用域與生存期與自動(dòng)變量完全相同。②當(dāng)指定的寄存器變量個(gè)數(shù)超過系統(tǒng)所能提供的寄存器數(shù)量時(shí),多出的寄存器變量將視同自動(dòng)變量。③只限于int,char,short,unsigned和指針類型可使用register存儲(chǔ)類。④不能對(duì)寄存器變量取地址(即&操作)。⑤使用寄存器變量可以提高存取速度,可將使用頻率最高的變量說明成為寄存器變量。一般常用于說明循環(huán)變量。由于硬件的快速發(fā)展,存儲(chǔ)器(如內(nèi)存)的性能有了很大的改進(jìn),因此,目前在實(shí)際應(yīng)用中,使用register來說明變量的情況并不多。
2.生存周期(1)變量由編譯程序在編譯時(shí)給其分配存儲(chǔ)空間(稱為靜態(tài)存儲(chǔ)分配),并在程序執(zhí)行過程中始終存在,這類變量包括全局變量、外部靜態(tài)變量和內(nèi)部靜態(tài)變量。這類變量的生存周期與程序的運(yùn)行周期相同,當(dāng)程序運(yùn)行時(shí),該變量的生存周期隨即存在,程序運(yùn)行結(jié)束,變量的生存周期隨即終止。(2)變量由程序在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)給其分配存儲(chǔ)空間(稱為自動(dòng)存儲(chǔ)分配),這類變量為函數(shù)(或塊)中定義的自動(dòng)變量。它們?cè)诔绦驁?zhí)行到該函數(shù)(或塊)時(shí)被創(chuàng)建,在函數(shù)(或塊)執(zhí)行結(jié)束時(shí)釋放所用的空間。
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