C++中变量的生命周期

我不是女神ヾ 2022-10-08 08:49 156阅读 0赞

今天在论坛上看到有朋友发帖问道：既然静态全局变量与全局变量都存储在全局数据区，为什么作用域却不一样呢？也许答案非常简单：C++就是这么规定的，静态全局变量与全局变量的唯一区别就是作用域不同。
    
     对一个C++变量来说，有两个属性非常重要：作用域和生命周期，它们从两个不同的维度描述了一个变量--时间和空间。顾名思义，作用域就是一个变量可以被引用的范围，如：全局作用域、文件作用域、局部作用域；而生命周期就是这个变量可以被引用的时间段。不同生命周期的变量，在程序内存中的分布位置是不一样的。一个程序的内存分为代码区、全局数据区、堆区、栈区，不同的内存区域，对应不同的生命周期。
    
     有很多方法来指定一个变量的作用域和生命周期。最常见的，如：{ }、static修饰符等。下面按照作用域与生命周期来对变量做一个分类：

全局变量

作用域：全局作用域（全局变量只需在一个源文件中定义，就可以作用于所有的源文件。）  
生命周期：程序运行期一直存在  
引用方法：其他文件中要使用必须用extern 关键字声明要引用的全局变量。  
内存分布：全局数据区  
注意：如果在两个文件中都定义了相同名字的全局变量，连接出错：变量重定义  
例子：

//defime.cpp
    int g_iValue = 1;
    
    //main.cpp
    extern int g_iValue;
    
    int main()
    { 
        cout << g_iValue;
        return 0;
    }

全局静态变量

作用域：文件作用域（只在被定义的文件中可见。）  
生命周期：程序运行期一直存在  
内存分布：全局数据区  
定义方法：static关键字，const 关键字  
注意：只要文件不互相包含，在两个不同的文件中是可以定义完全相同的两个静态变量的，它们是两个完全不同的变量  
例子：

const int iValue_1;
    static const int iValue_2;
    static int iValue_3;
    
    int main()
    { 
        return 0;
    }

静态局部变量

作用域：局部作用域（只在局部作用域中可见）  
生命周期：程序运行期一直存在  
内存分布：全局数据区  
定义方法：局部作用域用中用static定义  
注意：只被初始化一次，多线程中需加锁保护  
例子：

void function()
    { 
        static int iREFCounter = 0;
    }

局部变量

作用域：局部作用域（只在局部作用域中可见）  
生命周期：程序运行出局部作用域即被销毁  
内存分布：栈区  
注意：auto指示符标示  
还有一点要说明，掌握static关键字的使用很关键。以下是引用别人的一些经验之谈：

Tips:

若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度；  
若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度；  
设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题，因为他们都放在静态数据存储区，全局可见；  
如果我们需要一个可重入的函数，那么，我们一定要避免函数中使用static变量(这样的函数被称为：带“内部存储器”功能的的函数)  
函数中必须要使用static变量情况:比如当某函数的返回值为指针类型时，则必须是static的局部变量的地址作为返回值，若为auto类型，则返回为错指针。

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