局部变量内存分配时间、静态变量的初始化时间、常量折叠

最新推荐文章于 2025-01-20 08:11:31 发布

xbwueric3

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分类专栏： C/C++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xbwueric3/article/details/81172917

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内存分配时间

例1 局部变量

void Test1()
{
    …………
    int buf[1024 * 1024];
    …………
}

在windows下，由于栈限制为1M，上面代码可能会栈溢出，因此通过单步调试我们可以知道，局部变量是在进入函数时分配栈内存。

编译器在编译的过程中，遇到函数调用时，会加入几条汇编指令。这些汇编指令的作用是：
1 分配一段栈空间，用于存放被调函数的参数和局部变量。
2 call被用函数。
3 当被调函数返回时释放掉这段分配栈空间。

例2 全局/静态变量

class B
{
public:
    B(){cout << "class B construct" << endl;}
    ~B(){}
};

class A
{
public:
    A(){cout << "class A construct" << endl;}
    ~A(){}

    static B b;
}

B A::b;

void test()
{
    static A a;
}

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

上面代码运行，main函数前，会调用B的构造函数，
test函数中第一次static A a时会调用一次A的构造函数

引用自https://segmentfault.com/q/1010000004157283

对于C语言的全局和静态变量，不管是否被初始化，其内存空间都是全局的；如果初始化，那么初始化发生在任何代码执行之前，属于编译期初始化。由于内置变量无须资源释放操作，仅需要回收内存空间，因此程序结束后全局内存空间被一起回收，不存在变量依赖问题，没有任何代码会再被执行！
C++引入了对象，这给全局变量的管理带领新的麻烦。C++的对象必须有构造函数生成，并最终执行析构操作。由于构造和析构并非分配内存那么简单，可以说相当复杂，因此何时执行全局或静态对象（C++）的构造和析构呢？这需要执行相关代码，无法在编译期完成，因此C++标准规定：全局或静态对象当且仅当对象首次用到时才进行构造，并通过atexit()来管理对象的生命期，在程序结束之后（如调用exit，main），按FILO顺序调用相应的析构操作！
总结：
全局变量、文件域的静态变量和类的静态成员变量在main执行之前的静态初始化过程中分配内存并初始化；局部静态变量（一般为函数内的静态变量）在第一次使用时分配内存并初始化。这里的变量包含内置数据类型和自定义类型的对象。

关于全局/静态变量的内存分配问题，上面总结里已经说的很详细了。
但是我有两点不同看法：

局部静态变量的内存分配应该和全局变量一样，在main函数之前分配好，在第一次调用的时候只是初始化。
如果注释掉 B A::b(即不对b进行显式初始化)，结果就不会调用B的构造函数。因此对于类的静态成员来说，static B b只是声明，B A::b才是定义，而类中如果是B b则是声明且定义。

例3 常量

引用自https://blog.youkuaiyun.com/xiazhiyiyun/article/details/71969618

小结

对于const全局常量，如果初始值是字面值常量，一般会存放在常量表中，编译器在编译过程中就会直接使用常量表中的值来进行语句的操作。如果经过优化，可能会使得直接使用常而放弃存储在常量表中。
对于编译器没有办法处理的初始值常量，一般就需要分配到内存空间，然后等待运行时进行赋值，取值时候也是从内存空间中提取。
对于非static 的 const局部变量(如函数中)，由于其是局部变量，符号表中将不存在其值，如果需要内存空间也是在栈中进行分配。根据编译器的优化，以及const 变量初始值的不同来决定是否需要分配内存空间。
对于static 的 const局部变量(如函数中)，会根据编译器的优化能力，以及初始值，来决定其是不进行存储，还是直接存储在常量符号表，或者是栈中等等均有可能。
对于第三点和第四点可以字迹尝试验证。