全局变量、静态变量、局部变量的生存周期与作用域

1、生存周期和作用域的定义1

生存周期: 变量从定义到销毁的时间范围。存放在全局数据区的变量的生存周期存在于整个程序运行期间,而存放在栈中的数据则随着函数等的作用域结束导致出栈而销毁,除了静态变量之外的局部变量都存放于栈中。取决于变量存放位置
作用域: 变量的可见代码域(块作用域,函数作用域,类作用域,程序全局作用域)。取决于变量定义位置

2、不同类型变量的生存周期和作用域2

1)全局变量:

生命周期:程序运行期一直存在,从程序开始到程序结束;
作用域:全局作用域(只需要在一个源文件中定义,就可以作用于所有的源文件);
引用方法:其他文件如果要使用,必须用extern 等关键字声明要引用的全局变量;
内存分布:全局(静态存储区)。
注意:如果再两个文件中都定义了相同名字的全局变量,则连接错误:变量重定义。

2)静态变量

static变量是指静态的变量,不管是在全局还是局部声明的static变量都存放于程序的全局变量区域,所以它的生命周期是从程序开始到程序结束。但是static变量的作用域并不等同于它的生存周期,它的作用域决定于它被定义的位置。可以认为static变量的作用域<=生存周期。 静态全局变量与静态局部变量的区别仅是作用域不同。

(1)全局声明 静态全局变量:

生命周期:程序运行期一直存在,从程序开始到程序结束;
作用域:文件作用域(只在被定义的文件中可见:static的一个作用就是隐藏)
内存分布:全局(静态存储区)。
定义方法:static关键字,const关键字(注意C/C++意义不同)
注意:只要文件不相互包含,两个不同的文件中是可以定义完全相同的两个全局静态变量的。
举个例子:
在文件A 中定义静态变量j:

int n=3; //默认为extern
static int j=5; //声明为static

全局变量和静态变量j都存放于程序的全局数据区域,它们的生存周期都是程序的整个运行期,但是n的作用域为全局作用域,可以通过extern在其他文件中使用,而j只能在文件A中使用,例如在文件B中:

extern int n; //ok
extern int j; //error: j在文件B中不可见
int a=n;//ok:但这里有个初始化先后的问题,具体参见参考一
int b=j;//error

也就是说,在声明全局的static变量时,static没有改变它的生存周期,也即存储位置(因为全局变量本来就存储在全局数据域),而是将变量的作用域限制在当前文件中。1

(2)局部声明 静态局部变量:

生命周期:程序运行期一直存在;
作用域:局部作用域(只在局部作用域可见,超过其作用域便无法被引用)
内存分布:全局(静态存储区)。
定义方法:局部作用域中用static定义。
注意:只被初始化一次,多线程中需要加锁保护。

举一个局部声明的例子。在函数test中声明静态变量i:

void test()
{
int m=3;
static int i=5;
}

局部变量m存放在栈中,当test函数结束,m将被销毁;静态变量i不存放在栈中,而是存放于程序的全局变量区域,因此随着函数test的结束,它并不随着出栈操作而被销毁,它的生存周期存在于程序的整个运行期;然而m和i的作用域都仅存在于test函数中它们的定义之后,即test调用结束之后,m和i就不再可用,但是i仍存在于内存之中。1

3)局部变量:

生命周期:随着函数的结束,即被销毁。
作用域:局部作用域(只在局部作用于可见)
内存分布:栈区
定义方法:在局部作用域中用auto指示符定义,可省略auto

总结3

全局变量、局部变量、全局静态变量、局部静态变量的区别。要从分配内存的位置和作用域入手来解释。

全局变量,分配的内存在静态存储区内存上面,其作用域是全局作用域,也就是整个程序的生命周期内都可以使用,同时,有些程序并不是由一个源文件构成的,可能有许多个源文件构成,全局变量只要在一个文件中定义,就可以在其他所有的文件中使用,当然,必须在其他文件使用extern关键字声明该变量。

局部变量,分配内存是分配在栈存储区上的,其作用域也只是在局部函数内,在定义该变量的函数内,只要出了该函数,该局部变量就不再起作用,该变量的生命周期也只是和该函数同在。

全局静态变量,分配的内存与全局变量一样,也是在静态存储内存上,其生命周期也是与整个程序同在的,从程序开始到结束一直起作用,但是与全局变量不同的是,全局静态变量作用域只在定义它的一个源文件内,其他源文件不能使用它。

局部静态变量,分配的内存也是在静态存储内存上的,其第一次初始化后就一直存在直到程序结束,该变量的特点是其作用域只在定义它的函数内可见,出了该函数就不可见了。


  1. 参考 博客园 bigclould:static作用:静态变量的生存周期和作用域 ↩︎ ↩︎ ↩︎

  2. 参考 博客园Stephen_Hsu:生命周期,作用域的定义;说明全局变量、静态变量、局部变量、const变量的生命周期、作用域 ↩︎

  3. 浅谈内存分配方式以及堆和栈的区别(很清楚)
    ↩︎

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