C 存储类用法案例

C 存储类用法案例

C 语言中的存储类决定了变量或函数的存储位置、生命周期和作用域。常见的存储类包括 auto、register、static、extern 和 _Thread_local。以下通过代码实例详细说明它们的用法。

auto 存储类

auto 是默认的存储类，适用于局部变量，其生命周期仅在函数执行期间有效。

#include <stdio.h>

void example_auto() {
    auto int x = 10;  // 等同于 int x = 10;
    printf("auto x: %d\n", x);
}

int main() {
    example_auto();
    return 0;
}

register 存储类

register 建议编译器将变量存储在寄存器中，以提高访问速度，但现代编译器通常会自动优化，不一定真正使用寄存器。

#include <stdio.h>

void example_register() {
    register int counter = 0;
    for (counter = 0; counter < 5; counter++) {
        printf("register counter: %d\n", counter);
    }
}

int main() {
    example_register();
    return 0;
}

static 存储类

static 变量在程序执行期间一直存在，但作用域受限于其定义位置。

局部 static 变量：仅在其定义的函数内可见，但生命周期持续到程序结束。

#include <stdio.h>

void example_static_local() {
    static int count = 0;
    count++;
    printf("static count: %d\n", count);
}

int main() {
    example_static_local();
    example_static_local();
    example_static_local();
    return 0;
}

全局 static 变量：仅在其定义的源文件内可见，避免命名冲突。

// file1.c
#include <stdio.h>

static int file_scope = 100;

void print_file_scope() {
    printf("file_scope: %d\n", file_scope);
}

// file2.c
extern void print_file_scope();

int main() {
    print_file_scope();
    return 0;
}

extern 存储类

extern 用于声明在其他文件中定义的全局变量或函数，实现跨文件共享。

// file1.c
int global_var = 42;

void print_global_var() {
    printf("global_var: %d\n", global_var);
}

// file2.c
#include <stdio.h>

extern int global_var;
extern void print_global_var();

int main() {
    printf("extern global_var: %d\n", global_var);
    print_global_var();
    return 0;
}

_Thread_local 存储类

_Thread_local（C11 引入）用于定义线程局部变量，每个线程拥有独立的副本。

#include <stdio.h>
#include <threads.h>

_Thread_local int thread_var = 0;

int thread_func(void *arg) {
    thread_var++;
    printf("Thread %ld: thread_var = %d\n", (long)arg, thread_var);
    return 0;
}

int main() {
    thrd_t t1, t2;
    thrd_create(&t1, thread_func, (void *)1);
    thrd_create(&t2, thread_func, (void *)2);
    thrd_join(t1, NULL);
    thrd_join(t2, NULL);
    return 0;
}

总结

• auto：默认局部变量存储类，通常省略。
• register：建议变量存储在寄存器中（优化由编译器决定）。
• static：保持变量或函数的生命周期，限制作用域。
• extern：引用其他文件中的全局变量或函数。
• _Thread_local：定义线程局部变量（C11 特性）。

以上代码示例展示了不同存储类的实际应用场景，可根据需求选择合适的存储类。