C语言基础语法-教案15（从小白到劝退之存储期）-优快云博客

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基本概念

C语言中，变量都是有一定的生存周期的，所谓生存周期指的是从分配到释放的时间间隔。为变量分配内存相当于变量的诞生，释放其内存相当于变量的死亡。从诞生到死亡就是一个变量的生命周期。

根据定义方式的不同，变量的生命周期有三种形式：

自动存储期
静态存储期
自定义存储期

自动存储期

在栈内存中分配的变量，统统拥有自动存储期，因此也都被称为自动变量。这里自动的含义，指的是这些变量的内存管理不需要开发者操心，都是全自动的：在变量定义处自动分配，出了变量的作用域自动释放。

以下三个概念是等价的：

自动变量：从存储期的角度，描述变量的时间特性。
临时变量：同上。
局部变量：从作用域的角度，描述变量的空间特性。

可以统一把它们称为栈变量，下面是示例代码：

int main()
{
    int a, b;     // 自动存储期
    static int c;
    
    f(a, b);
}

void f(int x, int y) // 自动存储期
{
}

静态存储期

在数据段中分配的变量，统统拥有静态存储期，因此也都被称为静态变量。这里静态的含义，指的是这些变量的不会因为程序的运行而发生临时性的分配和释放，它们的生命周期是恒定的，跟整个程序一致。

静态变量包含：

全局变量：不管加不加 static，任何全局变量都是静态变量。
static 型局部变量。

示例代码：

int g1;        // 静态存储期
static int g2; // 静态存储期

int main()
{
    int a, b;
    static int c; // 静态存储期
}

注意1：
- 若定义时未初始化，则系统会将所有的静态数据自动初始化为0
- 静态数据初始化语句，只会执行一遍。
- 静态数据从程序开始运行时便已存在，直到程序退出时才释放。
注意2：
- static修饰局部变量：使之由栈内存临时数据，变成了静态数据。
- static修饰全局变量：使之由各文件可见的静态数据，变成了本文件可见的静态数据。

自定义存储期

在堆中分配的变量，统统拥有自定义存储期，也就是说这些变量的分配和释放，都是由开发者自己决定的。由于堆内存拥有高度自治权，因此堆是程序开发中用得最多的一片区域。

相关API：
- 申请堆内存：malloc() / calloc()
- 清零堆内存：bzero()
- 释放堆内存：free()

功能	申请堆内存
所需头文件	#include
函数原型	void malloc(size_t size); void calloc(size_t count, size_t size);
参数	size	所申请的一块堆内存的大小，单位是字节
	count	所申请的堆内存的块数，所有的内存块是连续分布的、无间隔的
返回值	成功	指向子串的指针
	失败	NULL

功能	清零指定内存
所需头文件	#include
函数原型	void bzero(void *s, size_t n);
参数	s	指向要清零的内存的指针
	n	要清零的内存大小，单位是字节
返回值	无

功能	释放堆内存
所需头文件	#include
函数原型	void free(void *ptr);
参数	ptr	堆内存指针
返回值	无

示例：

int *p = malloc(sizeof(int)); // 申请1块大小为 sizeof(int) 的堆内存
bzero(p, sizeof(int));        // 将刚申请的堆内存清零

*p = 100; // 将整型数据 100 放入堆内存中
free(p);  // 释放堆内存

// 申请3块连续的大小为 sizeof(double) 的堆内存
double *k = calloc(3, sizeof(double));

k[0] = 0.618;
k[1] = 2.718;
k[2] = 3.142;
free(k);  // 释放堆内存