C语言，变量类型、生命周期和存储

已于 2024-06-26 18:53:28 修改
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文章标签： 开发语言 c语言 c++
于 2024-03-16 13:32:55 首次发布
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本文详细探讨了不同类型的存储类型（静态、自动、动态和指针），它们的生命周期、内存分配和初始化方式，以及全局变量、局部变量和常量的特性。同时揭示了编程中声明、定义和内存分配的区别，对初学者理解和实践IT技术很有帮助。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

变量

文章目录

1 存储类型和生命周期

1.1 静态类型，static，static

定义 = 声明 + 自动分配内存 + 手动初始化

static type var = val;
static type var = val s;
static type var1 = val1, var2 = val2;

定义 = 声明 + 自动分配内存 + 手动初始化

static type var;
static type vars;
static type var1, var2;
var = val;
var = val s;
var1 = val1, var2 = val2;

定义 = 声明 + 自动分配内存 + 自动初始化

static type var;
static type vars;
static type var1, var2;

赋值

var=val;
var = val s;
var1 = val1, var2 = val2;

调用

var;
vars;
var1, var2;

自动释放内存

1.2 自动类型，automatic，auto

定义 = 声明 + 自动分配内存 + 手动初始化

type var = val;
type var = val s;
type var1 = val1, var2 = val2;

定义 = 声明 + 自动分配内存 + 手动初始化

type var;
type vars;
type var1, var2;
var = val;
var = val s;
var1 = val1, var2 = val2;

声明，外部声明，真声明

extern type var;
extern type vars;
extern type var1, var2;

赋值

var=val;
var = val s;
var1 = val1, var2 = val2;

调用

var;
vars;
var1, var2;

自动释放内存

1.3 动态类型，dynamic，指针类型，*，alloc

定义 = 声明 + 手动分配内存 + 手动初始化

type *ptr = (type *)malloc(sizeof(type));
type *ptr = (type *)malloc(sizeof(type)) s;
type *ptr1 = (type *)malloc(sizeof(type)), *ptr2 = (type *)malloc(sizeof(type));
*ptr = val;
*ptr = val s;
*ptr1 = val1, *ptr2 = val2;

定义 = 声明 + 手动分配内存 + 手动初始化

type *ptr;
type *ptr s;
type *ptr1, *ptr2;
ptr = (type *)malloc(sizeof(type));
ptr = (type *)malloc(sizeof(type)) s;
ptr1 = (type *)malloc(sizeof(type)), ptr2 = (type *)malloc(sizeof(type));
*ptr = val;
*ptr = val s;
*ptr1 = val1, *ptr2 = val2;

赋值

*ptr = val;
*ptr = val s;
*ptr1 = val1, *ptr2 = val2;

调用

*ptr;
*ptr;
*ptr1, *ptr2;

手动释放内存

free(ptr);
free(ptr) s;
free(ptr1), free(ptr2);

2 存储类型和初始化次数

2.1 静态变量，static，static

  • 自动分配内存
  • 自动释放内存，data
  • 自动初始化，data
  • 手动初始化，data
  • 只初始化一次，初始化语句可以多次执行只有第一次生效
  • 可以多次赋值

类似于全局变量，但初始化在局部

不能用动态类型对静态类型进行初始化，因为静态变量在编译时分配内存，而动态类型在运行时才分配内存

2.2 自动变量，automatic，auto

  • 自动分配内存，stack
  • 自动释放内存
  • 手动初始化
  • 可以多次初始化，初始化语句可以多次执行多次生效
  • 可以多次赋值

2.3 动态变量，dynamic，指针变量，*，alloc

  • 手动分配内存，heap
  • 手动释放内存
  • 手动初始化
  • 可以多次初始化，初始化语句可以多次执行多次生效
  • 可以多次赋值

3 存储类型和内存管理

3.1 存储类型

  1. 局部自动变量、形参存储在栈区，位于高地址，向下增长
  2. 动态变量存储在堆区，位于低地址，向上增长
  3. 全局变量、静态变量存储在数据区中的全局（静态）区，位于高地址，向下增长
  4. 常量存储在数据区的常量区，位于高地址，向下增长
  5. 函数存储在代码区，位于低地址，向上增长

3.2 内存管理

  1. 栈区是由高地址到低地址向下增长
  2. 堆区是由低地址到高地址向上增长
  3. 数据区由高地址到低地址向下增长
  4. 代码区是从低地址到高地址向上增长

3.3 遇到的问题

问题：当在一个语句中定义多个变量时，右侧变量在低地址，左侧在高地址。

推断：优先定义最右边的变量，最后才定义最左边的。但这种理解是错误的

分析结果：在语句中定义的变量可能为自动类型，存储在栈区，地址向下增长，先定义左边的，再定义右边的

4 范围类型

全局变量和局部变量不会起冲突，优先使用局部的

4.1 全局变量，global

4.1.1 静态全局变量
  • 自动分配内存，data
  • 自动释放内存
  • 自动初始化，data
  • 手动初始化，data

只有定义时才能手动初始化

4.1.2 自动全局变量
  • 自动分配内存
  • 自动释放内存
  • 自动初始化，bss
  • 手动初始化，data

只有定义时才能手动初始化

4.1.3 动态全局变量
  • 手动分配内存，heap
  • 手动释放内存
  • 手动初始化

4.2 局部变量，local

4.2.1 静态局部变量
  • 自动分配内存，data
  • 自动释放内存
  • 自动初始化，data
  • 手动初始化，data
4.2.2 自动局部变量
  • 自动分配内存，stack
  • 自动释放内存
  • 手动初始化
4.2.3 动态局部变量
  • 手动分配内存，heap
  • 手动释放内存
  • 手动初始化

5 赋值类型、常量和变量

5.1 常量，constant，const，终值，final，final

只能初始化，不能赋值，const

5.1.1 静态常量、类常量、const

在类定义时只初始化一次，不可赋值，初始化语句只能执行一次。

类似于全局常量，但初始化在局部。

5.1.2 动态常量、对象常量、readonly

在类实例化、新建对象时只初始化一次，不可赋值，初始化语句只能执行一次。

在静态终值变量和动态终值变量不一样，一个是类常量，一个是对象常量

5.2 变量，variable，var

可以初始化，可以赋值，var

6 定义、声明、分配内存和初始化的概念辨析

6.1 定义 = 声明 + 分配内存 + 初始化

定义包括了声明，定义后无需声明，定义起到了声明的作用，但要注意作用域

变量的定义可以起到声明的作用

6.2 声明

宣称要用此变量，告诉编译器要用这个变量，在引用之前一定要有声明，变量定义后有作用域，变量的作用域之外要用外部声明extern

6.2.1 外部声明

用来告诉编译器有这个变量需要用到，但没有分配内存，包括在文件中暂时没定义或定义在其它文件

类比java、python中的导入import，或者类比函数外部声明

6.3 分配内存

自动变量和静态变量声明后自动分配内存

只分配内存而不初始化

从编程和逻辑的角度讲一定是先声明了，才能分配内存，不算定义，因为定义需要初始化，未初始化的变量的值是不确定的，是它原来内存里面一个值

从内存和物理的角度讲算定义了，不算声明，因为声明不要求分配内存，但这个变量已经分配了内存，就是可以用的，可以用就是定义了。

6.4 初始化

全局变量和静态变量自动初始化，局部变量、动态变量和自动变量不会
是变量的第一次赋值
需要先声明或者分配内存后才能初始化，不然调用了未声明或未定义的变量

桔子毛皮
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