C++的第十四天笔记

存储持续性、作用域和链接性

C++使用三种（C++11四种）不同方案存储数据。这些方案的区别在于数据保留在内存中的时间。

• 自动存储持续性：在函数定义中声明的变量（包括函数参数），程序执行所属函数 / 代码块时创建，执行完毕后内存被释放。

• 静态存储持续性：函数定义外的变量或使用static修饰的变量。程序整个运行过程中始终存在。

• 线程存储持续性：用thread_local关键字声明的变量。与所属线程的生命周期一致。

• 动态存储持续性：用new运算符分配的内存，直到用delete运算符释放，或程序结束时才消失。

作用域和链接

作用域描述了名称在文件的多大范围可见。分为全局作用域和局部作用域。

标准 C++ 中，全局作用域等价于 “一个隐式的匿名名称空间”，它满足名称空间作用域的所有规则（比如作用域隔离、标识符查找规则），但没有显式的名称 。

自动存储持续性

在默认情况下，在函数内部声明的函数参数和变量的持续性为自动，作用域为局部（可以进入{}，但不能出{}），没有链接性。代码块中定义的变量类似。

do while块内定义的变量不能使用于判定条件，因为判定条件处于{}外,不可以出作用域使用。

可以在函数里面单独使用{}，这种被成为空代码块。作用是创建独立块作用域。即使块内没有代码也是合法规范的。

自动变量和栈

• 栈用两个指针跟踪：栈底（栈的起始位置）、栈顶（指向下一个可用内存单元）。

• 函数调用时：自动变量被加入栈中，栈顶指针指向变量占用的内存。

• 函数结束时：栈顶指针重置为函数调用前的值，释放自动变量的内存（变量值不再被标记，但内存未被主动清除）。

寄存器变量

register最初是由C语言引入的，它建议编译器使用CPU寄存器来存储自动变量。这旨在提高访问变量的速度。在C++中C++11之前延续这一用法。在C++11中，关键字register只是显示指出变量是自动的（与C中auto的用法完全相同）。

静态持续变量

和C语言一样，C++也为静态存储持续性变量提供了3种链接性：

• 外部链接性（可在其他文件中访问）：必须在代码块（即函数）外部声明。

• 内部链接性（只能在当前文件中访问）：必须在代码块的外部声明它，并且使用关键字static。

• 无链接性（只能在当前函数或代码块中访问）：必须在代码块的内部声明它，并且使用关键字static。

它们的生命周期与程序相同。编译器将分配固定的内存块来存储所有静态变量。

静态变量默认0初始化。指针使用空指针初始化。（大多数系统空指针是0，C++只规定了空指针不指向任何一个对象，少数早期系统空指针可能不是0）。

静态存储持续性、外部链接性

链接性为外部的变量通常简称为外部变量，它们的存储持续态为静态，作用域为整个文件。

单定义规则

C++允许同一标识符被声明多次，但只能被定义一次。C++提供了两种声明。定义声明和引用声明。

引用声明使用关键字extern,且不进行初始化，否则声明为定义，会分配空间。

如果要在多个文件种使用外部变量，只需在一个文件中包含该变量的定义，但在使用该变量的其他所有文件中，都必须使用extern声明它。

注：可以有多个变量的名称相同，例如不同函数中声明的同名变量是彼此独立的。另外，局部同名变量可以隐藏全局同名变量。