第18讲 局部变量 全局变量和存储分类 局部变量作用域和生存期
- 格式:ppt
- 大小:256.50 KB
- 文档页数:20
变量的作用域局部变量和全局变量在函数和复合语句内定义的变量,只在本函数或复合语句范围内有效(从定义点开始到函数或复合语句结束),他们称为内部变量或局部变量。
在函数之外定义的变量是外部变量,也称为全局变量(或全程变量)。
如果在一个函数中全局变量和局部变量同名,则在局部变量的作用范围内,外部变量被“屏蔽”,即他不起作用,此时局部变量是有效的。
全局变量的作用是增加函数间数据联系的渠道。
虽然全局变量有以上优点,但建议不必要时不要使用全局变量,因为全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元,而不是仅在需要时才开辟单元。
在程序设计时,对模块的划分要求:内聚性强,与其他模块的耦合性弱,这样便于程序的移植,可读性强。
变量的生存期变量的存储方式分为两种:静态存储方式和动态存储方式。
静态存储方式是指在程序与性能期间由系统在静态存储区分配存储空间的方式,在程序运行器件不释放;而动态存储方式则是在函数调用期间根据需要在动态存储区分配存储空间的方式。
这就是变量的存储区别。
Auto----声明自动变量函数中的形参和在函数中定义的变量都属于此类。
在调用这些函数时,系统给这些变量分配存储空间,函数调用结束时就自动释放这些存储空间。
因为这类局部变量称为自动变量(auto 变量)。
关键字auto作为存储类别的声明。
Auto可省略Static-----声明静态变量希望函数中的变量的局部变量的值在函数调用结束后不消失而继续保留原值,即其占用的存储单元不释放,在下一次该函数调用时,该变量已有值,就是上一次函数调用结束时的值。
这时就用关键字static指定该局部变量为“静态存储变量”。
对静态局部变量的说明静态局部变量属于静态存储类别,在静态存储区内分配存储单元,在程序整个运行期间都不释放。
而自动变量(即动态局部变量)属于动态存储类别,占胴体啊存储区空间而不占静态存储区空间,函数调用结束后即释放。
对静态局部变量是在编译时赋初值的,即只赋初值一次,在以后每次调用函数时不再重新赋初值而只是保留上次函数调用结束时的值。
变量类型,变量作⽤域,变量存储空间,变量⽣命周期变量类型常量是不可变的值,可以⽤宏来定义,⽐如 #define PI 3.14变量的值是可以变化的,由于编程的不同需求,对变量有各种要求, ⽐如:变量的⽣命周期,变量的初始状态,变量的有效区域(作⽤域),变量的存储地和存储区域的⼤⼩。
为了满⾜这些不同的编程需求,C语⾔发明者设置了以下变量: 1 不同数据类型的变量。
⽐如 char,int,float等。
(变量在内存中占⽤地址⼤⼩由数据类型决定) 2 全局变量 3 局部变量 4 静态变量:包括静态全局变量和静态局部变量 5 寄存器变量 6 外部变量C语⾔中,除了基本类型外,开发者可以通过typedef来定义⾃⼰需要的数据类型。
⽐如: typedef int INT; typedef unsigned int UINT; typedef struct student { char *name; int age; }STUDENT; 如果结构体student不⽤typedef重定义的话,定义结构体变量时:struct student stu1; 使⽤typedef重定义以后,我们只需要STUDENT stu1;即可。
1 全局变量。
在函数外定义,可被所有函数使⽤。
但是在多线程访问时,需要注意多线程安全问题。
2 局部变量。
在函数内部声明。
只有在函数执⾏时,局部变量才存在,函数执⾏完局部变量就消失。
3 静态变量。
分配在内存中的数据段中,在C程序运⾏的整个过程中⼀直保留,静态变量可以定义成静态全局变量和静态局部变量。
①静态全局变量在程序的整个运⾏期间都存储且内存地址不会改变。
②静态局部变量只在声明它的函数内有效,且在下⼀次调⽤时还保留上次调⽤结束时的值(只初始化⼀次)。
4 寄存器变量。
寄存器变量存放在CPU的寄存器中,使⽤寄存器变量⽐内存变量操作速度快得多。
只有整型和字符型变量可以定义为寄存器变量。
一.C语言中,从变量的作用域角度来分,可以分为全局变量和局部变量。
二.变量值存在的时间角度来分,可以分为静态存储方式和动态存储方式。
所谓静态存储方式是指在程序运行期间有系统分配固定的存储空间的方式。
而动态存储方式则是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。
具体包含4种:自动的(auto),静态的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。
1. 自动的(auto)在调用函数时系统会给他们分配存储空间,在函数调用结束时就自动释放这些存储空间,这类局部变量称为自动变量。
2. 静态的(static)为了满足局部变量的值在函数调用结束后不消失而且保留原值,既占用的存储单元不释放,就出现了静态的局部变量,用static来声明的局部变量。
局部变量的特点:(1)相对自动变量(即动态局部变量),在程序的运行期间都占用静态存储区,直到程序结束才释放该存储区。
(2)静态局部变量只是在程序编译时赋初值,以后每次调用时不再重新赋初值,而只是保留上次函数调用结束时的值。
动态局部变量编译时不赋初值,直到程序调用时才给变量赋值,每次调用都要赋初值。
(3)在定义局部变量时不赋初值的话,则对静态局部变量来说,编译时会自动赋初值0或空字符。
而对动态局部变量,不赋初值则它的值是一个不确定的值,因为动态变量每次都要自动分配存储空间,存储空间的值是不固定的。
(4)静态局部变量在函数调用结束后不释放,但其他函数是不能调用的。
3.寄存器的(register)为了提高程序的执行效率,对一些运算频繁的变量定义为寄存器变量可以节省每次程序执行时的内存读取,大大节省了时间,提高了效率。
寄存器的一些特点:(1)寄存器变量的特点程序运行时分配寄存器存储空间,结束时释放。
这个特点限定了只能把局部自动变量和形式参数定义为寄存器变量。
(2)局部静态变量不能定义为寄存器变量。
4. 外部的(extern)外部变量是在函数的外部定义的全局变量,他的作用是从变量的定义初开始,到本程序文件的末尾。
全局变量、局部变量、静态全局变量、静态局部变量的区别⼀、C++变量根据定义的位置的不同的⽣命周期,具有不同的作⽤域,作⽤域可分为6种:全局作⽤域,局部作⽤域,语句作⽤域,类作⽤域,命名空间作⽤域和⽂件作⽤域。
(1)从作⽤域看:1、全局变量具有全局作⽤域。
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。
当然,其他不包含全局变量定义的源⽂件需要⽤extern 关键字再次声明这个全局变量。
2、静态局部变量具有局部作⽤域,它只被初始化⼀次,⾃从第⼀次被初始化直到程序运⾏结束都⼀直存在,它和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的,⽽静态局部变量只对定义⾃⼰的函数体始终可见。
3、局部变量也只有局部作⽤域,它是⾃动对象(auto),它在程序运⾏期间不是⼀直存在,⽽是只在函数执⾏期间存在,函数的⼀次调⽤执⾏结束后,变量被撤销,其所占⽤的内存也被收回。
4、静态全局变量也具有全局作⽤域,它与全局变量的区别在于如果程序包含多个⽂件的话,它作⽤于定义它的⽂件⾥,不能作⽤到其它⽂件⾥,即被static关键字修饰过的变量具有⽂件作⽤域。
这样即使两个不同的源⽂件都定义了相同名字的静态全局变量,它们也是不同的变量。
(2)从分配内存空间看:1、全局变量,静态局部变量,静态全局变量都在静态存储区分配空间,⽽局部变量在栈⾥分配空间2、全局变量本⾝就是静态存储⽅式,静态全局变量当然也是静态存储⽅式。
这两者在存储⽅式上并⽆不同。
这两者的区别虽在于⾮静态全局变量的作⽤域是整个源程序,当⼀个源程序由多个源⽂件组成时,⾮静态的全局变量在各个源⽂件中都是有效的。
⽽静态全局变量则限制了其作⽤域,即只在定义该变量的源⽂件内有效,在同⼀源程序的其它源⽂件中不能使⽤它。
由于静态全局变量的作⽤域局限于⼀个源⽂件内,只能为该源⽂件内的函数公⽤,因此可以避免在其它源⽂件中引起错误。
1)静态变量会被放在程序的静态数据存储区(全局可见)中,这样可以在下⼀次调⽤的时候还可以保持原来的赋值。
局部变量、全局变量、静态变量的含义及存储位置1.局部变量在⼀个函数内部定义的变量是内部变量,它只在本函数范围内有效,也就是说只有在本函数内才能使⽤它们,在此函数以外时不能使⽤这些变量的,它们称为局部变量。
局部变量保存在动态数据区的栈中,只有在所在函数被调⽤时才动态地为变量分配存储单元。
1).主函数main中定义的变量也只在主函数中有效.2).不同函数中可以使⽤名字相同的变量,它们代表不同的对象,互不⼲扰.3).形参也是局部变量.4).在复合语句中定义的局部变量,这些变量只在本复合语句中有效.2.全局变量在函数外定义的变量是外部变量,外部变量是全局变量,全局变量可以为本⽂件中其它函数所共⽤,它的有效范围从定义变量的位置开始到本源⽂件结束。
全局变量位于静态数据区中。
1).设全局变量的作⽤:增加了函数间数据联系的渠道.2).建议不再必要的时候不要使⽤全局变量,因为a.全局变量在程序的全部执⾏过程中都占⽤存储单元.b.它使函数的通⽤性降低了3).如果外部变量在⽂件开头定义,则在整个⽂件范围内都可以使⽤该外部变量,如果不再⽂件开头定义,按上⾯规定作⽤范围只限于定义点到⽂件终了.如果在定义点之前的函数想引⽤该外部变量,则应该在该函数中⽤关键字extern作外部变量说明.4).如果在同⼀个源⽂件中,外部变量与局部变量同名,则在局部变量的作⽤范围内,外部变量不起作⽤.3.静态变量静态变量并不是说其就不能改变值,不能改变值的量叫常量。
其拥有的值是可变的,⽽且它会保持最新的值。
说其静态,是因为它不会随着函数的调⽤和退出⽽发⽣变化。
即static局部变量只被初始化⼀次,下⼀次依据上⼀次结果值;静态变量的作⽤范围要看静态变量的位置,如果在函数⾥,则作⽤范围就是这个函数。
静态变量属于静态存储⽅式,其存储空间为内存中的静态数据区(在静态存储区内分配存储单元),该区域中的数据在整个程序的运⾏期间⼀直占⽤这些存储空间(在程序整个运⾏期间都不释放),也可以认为是其内存地址不变,直到整个程序运⾏结束(相反,⽽auto⾃动变量,即动态局部变量,属于动态存储类别,占动态存储空间,函数调⽤结束后即释放)。
关于在VB中变量的作用域及生命周期近日,连续碰到好几个朋友,询问有关VB中变量的声明以及作用域的问题,结合自己的理解和经验,写一篇文章,仅供参考,不当之处请指正。
一.VB应用程序的组成:为了了解变量的作用域,有必要回顾,在一个完整的VB工程项目中,包括了哪些组成部分?通常一个完整的VB程序里,会包括:窗体模块(.Frm文件)、标准模块(.Bas文件)和类模块(.Cls文件),见下图:根据变量的作用范围(作用域)可分为3个层次:局部变量(私有变量)、模块级变量和全局变量(公共变量)。
下面来详细说明三种变量的作用范围及使用规则。
二.局部变量:1.局部变量的作用域:顾名思义,就是只能在局部范围内被程序代码识别和访问的变量。
这类变量就是在过程(或函数)里,用Dim关键字进行声明的变量。
例如:在窗体上添加一个按钮,单击按钮,完成的功能是:输入2个数,计算并输出它们的和。
完整的代码如下:Option ExplicitPrivate Sub Command1_Click()Dim x As Single ‘声明局部变量Dim y As Single ‘声明局部变量Dim R As Single ‘声明局部变量x = Val(InputBox("请输入第1个加数:"))y = Val(InputBox("请输入第2个加数:"))R = x + yEnd Sub这里,是在按钮Command1的单击事件过程Click()里编写代码,用Dim声明了三个变量x、y、R,它们就属于局部变量。
它们只能被这个过程访问使用。
其它的过程里访问不到它们,甚至在一个程序的任何其它地方都访问不到它们。
这就是局部变量的作用域。
而且,这些变量只有在该过程的执行阶段才会存在,也就是说当系统执行这一段代码的时候:从Private Sub Command1_Click()进入过程的时候起,这3个变量才是存在的,当执行结束,从End Sub退出这段代码后,这些变量就消失了,这就是所谓的变量的生命周期。
C++变量根据定义位置的不同,具有不同的作用域,作用域可分为6种:全局作用域,局部作用域,语句作用域,类作用域,命名作用域和文件作用域。
从作用域看:全局变量具有全局作用域。
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。
当然,其他不包括全局变量定义的源文件需要用extern关键字再次声明这个全局变量。
静态局部变量具有局部作用域。
它只被初始化一次,自从第一次初始化直到程序与你新内阁结束都一直存在,他和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的,而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见。
局部变量也只有局部作用域,他是自动对象,他在程序运行期间不是一直存在,而是只在函数执行期间存在,函数的一次调用结束后,变量就被撤销,其所占用的内存也被收回。
静态全局变量也具有全局作用域,他与全局变量的区别在于如果程序包含多个文件的话,他作用于定义它的文件里,不能作用到其他文件里,即被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。
这样即使两个不同的源文件都定义了相同的静态全局变量,他们也是不同的变量。
从分配内存空间看:全局变量、静态局部变量、静态全局变量都在静态存储区分配空间,而局部变量在栈分配空间。
全局变量本身就是静态存储方式,静态全局变量当然也是静态存储方式。
这两者在存储方式上没有什么不同。
区别在于非静态全局变量的作用域是整个源程序,当一个源程序由多个源文件组成时,非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。
而静态全局变量则限制了其作用域,即只在定义该变量的源文件内有效,在同一源程序的其他源文件中不能使用它。
由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内,只能为该源文件内的函数公用,因此可以避免在其他源文件中引起错误。
1、静态变量会被放在程序的静态数据存储区里,这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。
这一点是他与堆栈变量和堆变量的区别2、变量用static告知编译器,自己仅仅在变量的作用域范围内可见。
局部变量、全局变量、堆、堆栈、静态和全局变量一般全局变量存放在数据区,局部变量存放在栈区,动态变量存放在堆区,函数代码放在代码区。
---------------------------------------------------------------栈区是普通的栈数据结构,遵循LIFO后进先出的规则,局部变量安排在那里是ASM时就规定的,这样可以在一个函数结束后平衡堆栈,操作简单,效率高堆(动态区)在这里应当叫堆栈(不要和数据结构中的堆搞混)是程序在编译时产生的一块用于产生动态内存分配使用的块,操作比较栈要麻烦许多,在分配时要判断最优的地址(防止产生无用的内存碎片(由于屡次的NEW和DELETE产生的夹在两块使用中内存中的空余小内存(不容易被分配))),分配和回收时的效率比栈低多了---------------------------------------------------------------栈是系统提供的功能,特点是快速高效,缺点是有限制,数据不灵活;而堆是函数库提供的功能,特点是灵活方便,数据适应面广泛,但是效率>有一定降低。
栈是系统数据结构,对于进程/线程是唯一的;堆是函数库内部数据结构,不一定唯一。
不同堆分配的内存无法互相操作。
栈空间分静态分配和动态分配两种。
静态分配是编译器完成的,比如自动变量(auto)的分配。
动态分配由malloca函数完成。
栈的动态分配无需释放(是自动的),也就没有释放函数。
为可移植的程序起见,栈的动态分配操作是不被鼓励的!堆空间的分配总是动态的,虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统,但是精确的申请内存/ 释放内存匹>配是良好程序的基本要素。
堆是程序员管理的,栈是系统管理的.另外关于静态和全局的一些问题:静态变量的特点:1、一次存储:静态局部变量只被初始化一次,下一次初始化根据上一次的结果值,有点类似于c++中类的静态成员变量,即无论该类型生成多少个实例对象,所有的对象共用一个静态变量,到这里就是无论这个函数调用多少次,该静态变量只初始化一次,并没有因为超出其生存期而被销毁,只是外部不可见而已,用个例子说明之:void fun1( int v ){static int value = v;static int value = v;}int main( int arc, char*args[ ]){fun1( 50 );fun1( 100 );}执行的结果是:value : 50 value : 50说明在第二次调用fun1( )时的初始化value的采用的是上一次value的值,value在静态区的存储空间并没有因为fun1( )的结束而被释放,即体现了一次存储;2、作用域限定:静态修饰的作用域限定功能同时体现在函数与变量上;a)对于函数而言,任何用static修饰的函数,其作用域仅为当前源文件,而对外部来说这个函数是不可见的,即只有和其在同一源文件中的函数才能调用这个静态函数;反过来说,如果一个函数仅仅被同一源文件中的其他函数调用,那么这个函数应该声明为静态的,这样做的好处在于:可以一定程度上的解决不同源文件之间函数的命名冲突问题;b)对于变量而言,static修饰的全局变量,只在当前源文件中有效,对外部不可见,外部文件不能够引用;顾名思义,全局变量是指能够在全局引用的变量,相对于局部变量的概念,也叫外部变量;同静态变量一样,全局变量位于静态数据区,全局变量一处定义,多处引用,用关键字“extern”引用“外部”的变量。
局部变量局部静态变量全局变量全局静态变量c++内存到底分⼏个区?⼀: 1、栈区(stack)---由编译器⾃动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。
其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)---⼀般由程序员分配释放(如new,delete),若程序员没有释放,程序结束时可能由os⾃动回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事,分配⽅式倒是类似于链表。
3、全局区(静态区、static)---全局变量和静态变量的存储是放在⼀块的,初始化的全局变量和静态变量在⼀块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另⼀块区域。
程序结束后由系统释放。
4、常量存储区---存放的是常量,不允许修改。
程序结束后由系统释放。
5、程序代码区---存放函数体的⼆进制代码。
6、⾃由存储区---由malloc等分配的内存块,和堆是⼗分相似,不过它是⽤free来释放的。
⼆:1、bss是英⽂block started by symbol的简称,通常是指⽤来存放程序中未初始化的全局变量的⼀块内存区域,在程序载⼊时由内核清0。
bss段属于静态内存分配。
它的初始值也是由⽤户⾃⼰定义的连接定位⽂件所确定,⽤户应该将它定义在可读写的ram区内,源程序中使⽤malloc分配的内存就是这⼀块,它不是根据data⼤⼩确定,主要由程序中同时分配内存最⼤值所确定,不过如果超出了范围,也就是分配失败,可以等空间释放之后再分配。
2、text段是程序代码段,在at91库中是表⽰程序段的⼤⼩,它是由编译器在编译连接时⾃动计算的,当你在链接定位⽂件中将该符号放置在代码段后,那么该符号表⽰的值就是代码段⼤⼩,编译连接时,该符号所代表的值会⾃动代⼊到源程序中。
3、data包含静态初始化的数据,所以有初值的全局变量和static变量在data区。
段的起始位置也是由连接定位⽂件所确定,⼤⼩在编译连接时⾃动分配,它和你的程序⼤⼩没有关系,但和程序使⽤到的全局变量,常量数量相关。