C 靜態變數及其鏈結性

2021-10-19 13:32:05 字數 4206 閱讀 1252

承接c++：生存期、作用域和鏈結性

唯一定義規則（one defination rule，簡稱odr）規定每個變數只能有乙個定義。而每個需要使用外部變數（有外部鏈結性）的檔案都必須宣告該變數。為了滿足這些需要，c++有兩種變數宣告：

定義宣告（defining declaration，簡稱定義definition）為變數分配記憶體。

引用宣告（referencing declaration，簡稱宣告declaration）不分配記憶體，參考已經存在的變數。使用說明符（specifier）關鍵字extern，不提供初始化。

int a;


// defination, zero-initialization


extern


int b;


// declaration, defined elsewhere


extern


int c =3;


// defination due to constant-expression initialization
具有外部鏈結性的（靜態）變數稱為外部變數，除了定義該變數的檔案外，其他使用該變數的檔案需要使用關鍵字extern（引用）宣告該變數。

使用說明符關鍵字static字首的外部變數稱為靜態外部變數，如果與另乙個檔案中定義的外部變數重名，則靜態外部變數起作用/可見（in scope），僅在乙個檔案中的函式之間共享資料。

自動變數預設無鏈結性，定義時加上static字首後，變成靜態區域性變數，具有靜態生存期。即使所在**塊不活躍，靜態區域性變數也存在，而且只在**塊中可見。所以，靜態區域性變數可以在函式呼叫之間儲存數值。雖然乙個函式可以被呼叫多次，但是函式裡的靜態區域性變數只在程式開始執行時初始化一次。

**示例1

// main.cpp


#include


#include


// atan() arc tangent


#include


"coordin.h"


// structure templates and function prototypes


using


namespace std;


// static variable


double pi =


4.0*


atan


(1.0);


// dynamic initialization


int num =0;


// count number of invoking rect2polar()


intmain


(int argc,


char


const


*ar**)


cout <<


"bye!\n"


;show_pi()


;    cout <<


"global &pi = "


<<


&pi <<


'\n'


;return0;


}
// header file: coordin.h


#ifndef coordin_h_


#define coordin_h_


// structure declaration


struct polar 


;struct rect 


;// function prototye


struct polar rect2polar


(struct rect xypos)


;void


show_polar


(struct polar dapos)


;void


show_pi


(void);


// test scope-resolution operator


#endif


// implementation file: coordin.cpp


#include


#include


// sqrt() and atan2()


#include


"coordin.h"


// structure templates and function prototypes


using


namespace std;


// static variable, referencing declaration


// global variable, external linkage


extern


int num;


// static global variable, internal linkage, no conflict with main() pi


static


double pi =


4.0*


atan


(1.0);


// const double pi = 4.0 * atan(1.0);


// alse static global variable and internal linkage


struct polar rect2polar


(struct rect xypos)


void


show_polar


(struct polar dapos)


double rad2deg =


180.0


/ pi;


// initialize every invocation


cout <<


"distance = "


<< dapos.distance;


cout <<


", angle = "


<< dapos.angle * rad2deg;


cout <<


" degrees\n"


;    cout <<


"num = "


<< num <<


", total distance = "


<< dist_sum <<


'\n'


;    rad2deg++


;// no accumulation effect


}void


show_pi


(void


)
輸出

user@laptop separatecompilation % clang++ -std=c++11 -wall main.cpp coordin.cpp


user@laptop separatecompilation % ./a.out                                      


enter x and y values: 3 4


static local variable address &dist_sum = 0x1015360e8


distance = 5, angle = 53.1301 degrees


num = 1, total distance = 5


next two numbers (q to quit): 8 6


distance = 10, angle = 36.8699 degrees


num = 2, total distance = 15


next two numbers (q to quit): q


bye!


local &pi = 0x7ffeee6d19e8


static global &::pi = 0x1015360f0


global &pi = 0x1015360d8
從列印出的位址可以看出，main.cpp中全域性變數pi、coordin.cpp中的靜態全域性變數pi和靜態區域性變數dist_num的記憶體位址相近，與coordin.cpp中的區域性變數pi的位址相差甚遠。前者（統稱靜態變數）儲存在一固定記憶體塊中，後者儲存在另一記憶體塊（稱為棧stack）中。

c++的關鍵字中有兩種特定的修飾符，在變數宣告時提供關於儲存的資訊：

cv-限定符（cv-qualifier）

改編自c++ primer plus 6th edition by stephen prata ↩︎

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