第九章 内存模型和名称空间 C++ Primer Plus（附带例子）

第九章

下文仅为自己的阅读理解顺序，标号和书本的并不完全一致。

9.1 单独编译

同一个文件只能将同一个头文件包含一次，如果同一个头文件被多次包含，那么在编译过程中，每次包含都会将该头文件中的所有声明和定义视为新的。在某些情况下，这会导致重定义错误（例如两次定义同一个函数或类）
头文件通常使用条件编译指令#ifndef、#define和#endif来实现包含保护。

// MyHeader.h  
#ifndef MY_HEADER_H    // 检查是否已定义  
#define MY_HEADER_H    // 如果没有，则定义它  
// 头文件内容  
class MyClass {
     
public:  
    void myFunction();  
};  
#endif // 结束条件编译

如果#ifndef检查已经定义了，则直接跳到#endif这行。

• 尖括号（< >）和双引号（" "）的头文件格式
  两种方式之间的主要区别在于它们搜索头文件的位置和优先级。<>尖括号优先用于包含系统库或标准库的头文件；双引号 (" ") 首先搜索当前源文件所在目录，然后搜索标准库目录。

9.2 存储持续性、作用域、链接性

9.2.1 作用域持续性

• 自动存储持续性： 函数为例子，创建或执行函数时候存储被创建，结束时内存被释放。
• 静态存储持续性： static的全局变量。
• 线程存储持续性： thread_local来声明的变量，生命周期和所在线程一样长。
• 动态存储持续性：如new和delete运算符的使用

9.2.2 静态持续变量

静态变量可以有三种连接性：内部连接性（internal linkage）、外部连接性（external linkage） 和 无连接性（no linkage）

1、 内部连接性

// file1.cpp  
static int internalVar = 10; // 内部连接性  
void func() {
     
    internalVar++;  
}  

// file2.cpp  
#include <iostream>  
extern int internalVar; // 不能访问，internalVar在file1.cpp中不可见  
int main() {
     
    // std::cout << internalVar; // 错误：internalVar 不可见  
    return 0;  
}

2、 外部连接性

// file1.cpp  
int externalVar = 20; // 外部连接性  
void func() {
     
    externalVar++;  
}  

// file2.cpp  
#include <iostream>  
extern int externalVar; // 声明，指向同一个变量  
int main() {
     
    std::cout << externalVar; // 正确：访问shared externalVar  
    return 0;  
}

3、 无连接性

localVar 是一个局部静态变量

#include <iostream>  

void func() {
     
    static int localVar = 30; // 无连接性  
    localVar++;  
    std::cout << localVar << std::endl; // 输出 localVar 的值  
}  

int main() {
     
    func(); // 输出 30  
    func(); // 输出 31  
    return 0;  
}

那为什么不直接用普通变量int localVar呢？

作用域： 普通局部变量的作用域仅限于其定义的函数内。（相同）

普通变量生命周期： 每次调用函数时，都会创建一个新的实例（即该变量会在每次进入函数时被重新初始化），函数返回后，该实例便失效，内存释放。因此，其值在多次调用之间不会被保留。

static变量生命周期： 静态局部变量在程序的整个运行期间都存在，仅在第一次调用该函数时初始化。之后，它的值在多个函数调用之间保持不变，直到程序结束时才会被销毁。

9.2.3 说明符和限定符

1、auto：

表示局部变量的存储在栈上，生命周期限于所在的代码块。在 C++11 前，auto为自动变量，所有局部变量都是“自动变量”，因此使用 auto 是多余的；而C++11之后，auto用于自动类型判断。

2、register：

提示编译器将变量尽量存储在 CPU 寄存器中以提高访问速度。不保证变量一定存储在寄存器中，取决于编译器。register 变量不能直接取地址（不能用 & 操作符）

3、static：

控制变量或函数的作用域和生命周期。

• static 用在局部变量：同上文的 无连接性
• static 用在全局变量：moduleVar 是全局变量，但因为加了 static，只能在 File1.cpp 中使用，File2.cpp 无法访问。

// File1.cpp :这是第一个文件
#include <iostream>
static int moduleVar = 42; // 静态全局变量，仅在本文件可见

void showModuleVar() {
   
    std::cout << "moduleVar: " << moduleVar << "\n";
}

// File2.cpp :这是第二个文件
#include <iostream>
extern int moduleVar; // 错误：无法访问其他文件的 static 变量

void dummyFunction() {
   
    std::cout << moduleVar; // 无法访问
}

• static 用在函数：

// File1.cpp :这是第一个文件
#include <iostream>
static void