娓娓道來c指標 (2)記憶體配置

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                            (2)記憶體配置

c語言中描述變數的時候常用的兩個用語

1.範圍：也叫可見域，指的是變數的作用範圍。在哪個範圍內，該變數是可見的、可以使用的。

2.生存期：也叫儲存期，指的是變數從建立到銷毀的存留時間段。

範圍和存在域是兩個不同的概念，比如在程式的某個位置，某變數存在(記憶體中分配了地址)但不可見(不可使用)。

範圍

從範圍看，變數分為以下三種：

1.全域變數

在c語言中，把在任何函數之外聲明的變數稱為全域變數。一般情況下，全域變數在任何地方都是可見的。當然也有例外，比如在語句塊{}內聲明了一個同名的局部變數，則該全域變數會暫時不可見。

//全域變數int foo = 5;void fun(){printf(" fun()->foo...%d\n", foo);}int main(){int bar = 3;printf("main()->foo...%d\n", foo);printf("main()->bar...%d\n", bar);{//局部變數，屏蔽同名全域變數fooint foo = 6;printf("    {}->foo...%d\n", foo);//局部變數，屏蔽同名局部變數barint bar = 4;printf("    {}->bar...%d\n", bar);}fun();return 0;}

運行

從運行結果可以看出全域變數的可見範圍。當然，如果在全域變數未被聲明之前就試圖使用它，則也會出錯。(這與規則：“未聲明，不可使用”有關。)

除此之外，c中的設計思想是：一個全域變數也是一個預設的外部變數(extern)。也就是說，一個全域變數不僅在本檔案中是全域可見的，在別的檔案中也是可見的。如

//1.cint foo;

在另一個檔案中有

//2.cint foo;

編譯報錯：foo被重複定義，命名衝突。

這種預設行為被廣為詬病，不少人認為，變數的可見域預設下應僅限於當前檔案，需要擴大時，應該由程式員自己控制。並且對於函數，也有同樣的預設行為。

如何防止這種行為？

(1)若是確實需要使用一個同名的變數，則可對已存在的同名全域變數用static修飾，使之成為靜態全域變數。這樣它的可見域，就僅限於它所在的檔案之內。如

//1.cstatic int foo; //可見域被限制於本檔案內

在另一個檔案中重新聲明 int foo; 沒有問題。

(2)不定義新的，直接使用別的檔案中的全域變數。文法是 extern int foo; 關鍵字 extern 是外部的意思，表明變數 foo，已在別的地方定義，這裡只是在使用之前，作一個聲明而已，不是重複定義。當然不作此聲明也是停用，這再次體現了：可見，但不一定可用。

2.檔案內部的靜態變數

這就是上文中說的靜態全域變數。

3.局部變數

在函數中，或更直接的說是在語句塊{}內定義的變數，是局部變數。它的可見域僅限於語句塊內，在其它地方無法引用。局部變數在函數被調用時由系統分配儲存區，在不同的函數中同名的變數實際上在記憶體中占不同的單元，因此在不同的函數中可以定義相同名字的局部變數。如函數的形參，main函數中定義的變數都是局部變數。

對範圍進行總結

c語言中存在三種範圍

(1)塊範圍
自動變數(auto、register)和內部靜態變數(static)具有塊範圍，在一個塊內聲明的變數，其範圍從聲明點開始，到該塊結束為止。函數定義中聲明的形參，其範圍限定在該函數體內，與其他函數中聲明的同名變數不是一回事，允許在不同的函數中使用相同的變數名，編譯器將為這些變數分配不同的儲存單元，不會衝突。
(2)檔案範圍
外部靜態變數(static)具有檔案範圍，從聲明點開始到檔案末尾，此處所指的檔案是編譯基本單位—c檔案。
(3)全域(程式)範圍
全域變數(extern)具有全域範圍，只要在使用前對其進行聲明，便可在程式（由若干個檔案組成）的任意位置使用全域變數。

生存期從生存期看，分為以下三種：

1.靜態變數(static variable)

全域變數和指定static的局部變數，都具有靜態儲存期。它們從程式開始一直到程式結束都存在，故被統稱為靜態變數。

2.自動變數(auto variable)

沒有被指定為static的局部變數和寄存器變數(register variable)都是自動變數。函數的形參及代碼塊中定義的變數都屬於auto變數，這是C語言中應用最廣的一種變數，這類變數是棧分配的，是動態分配儲存空間的。舉函數形參為例，當調用該函數時，為形參分配儲存空間，當函數調用結束時，就自動釋放這些儲存空間。對代碼塊中定義的變數(包含函數中定義的變數)，當執行到變數聲明語句時，系統為這些auto變數分配空間，當程式流程離開代碼塊時，這些變數被自動撤銷，其佔用的記憶體空間被釋放。

3.堆變數

通過malloc()函數分配記憶體地區的變數被放在堆中，故稱為堆變數。並且似乎這個“堆”和資料結構中的堆沒有什麼聯絡，只是一種稱呼而已。這種變數需要手動釋放記憶體地區：free(變數名)，也就是說它從建立時起就一直存在直到使用free()釋放為止。當然，即使最後忘了釋放，如今的作業系統也會在程式結束後釋放為它分配的記憶體。不過仍然建議：誰建立，誰釋放。