da_11 C语言五大内存区及变量的存储类型

C语言定义的五大内存空间

1.栈区 （stack）：(局部变量，形参)
FILO （先入后出），函数的形参和局部变量，存放在这个区。由编译器自动分配，自动释放。

2.堆区（heap）：（申请空间）
这个区，由程序员申请后使用，使用完了，需要手动释放。否则，会造成内存泄漏。
一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表

（申请空间的函数有：malloc --- free ;  new --- delete ）

3.全局区（静态区）（static）：（全局变量和静态变量）
全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
程序结束后由系统释放。

4**.文字常量区：（存放常量）**
常量字符串就是放在这里的，直到程序结束后由系统释放。

5.代码区：
存放函数体的二进制代码

变量的存储类型

变量的作用域和生存期

一、从变量的作用域（即从空间）角度来分，可以分为全局变量和局部变量。从另一个角度，从变量值存在的作时间（即生存期）角度来分，可以分为静态存储方式和动态存储方式。

1.作用域(Scope)：起作用的代码范围

根据作用域不同，变量分为局部变量和全局变量

只有在变量的作用域范围内才能访问变量

不同作用域的局部变量可以同名，不冲突

（1）局部变量：
局部变量也称为内部变量，是在函数体中定义的变量（形参变量也是局部变量），其作用域仅限于函数内，离开该函数后，访问（使用）该变量是非法的。

（2）全局变量：
全局变量，它是在函数外部定义的变量。它不属于哪一个函数，它属于一个源程序文件。其作用域是整个源程序。在函数中使用全局变量，一般应作全局变量说明。只有在函数内经过说明的全局变量才能使用。全局变量的说明符为extern。但在一个函数之前定义的全局变量，在该函数内使用可不再加以说明。 使用extern关键字声明，可将其作用域进行扩充（本源文件或其他源文件）。
使用static关键字可以将其作用域限定在其所在源文件，这样就和其他源文件中的同名全局变量不冲突了
用static关键字定义的全局变量称为静态全局变量。
用extern关键字定义的全局变量称为外部变量

关于局部变量的作用域还要说明以下几点：

1) 主函数中定义的局部变量也只能在主函数中使用，不能在其它函数中使用。同时，主函数中也不能使用其它函数中定义的变量。因为主函数也是一个函数，它与其它函数是平行关系。这一点是与其它语言不同的，应予以注意。

2) 形参变量是属于被调函数的局部变量，实参变量是属于主调函数的局部变量。

3) 允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。

4) 在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。

5）如果同一个源文件中，外部变量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，外部变量被“屏蔽”，即它不起作用。

main()
{
int i=2,j=3,k;

k=i+j;{  int k=8;  printf("%d\n",k);}printf("%d\n",k);

}

二、从另一个角度，从变量值存在的作用时间（即生存期）角度来分，可以分为静态存储方式和动态存储方式。

用户存储空间可以分为三个部分：

1) 程序区；

2) 静态存储区；

3) 动态存储区；

静态存储区：
全局变量全部存放在静态存储区，在程序开始执行时给全局变量分配存储空间，程序行完毕就释放。在程序执行过程中它们占据固定的存储单元，而不动态地进行分配和释放；（相对稳定不变，生存周期长）

动态存储区存放以下数据：

1) 函数参数；

2) 自动变量（auto）（未加static声明的局部变量）；

3) 函数调用时的现场保护和返回地址；（与汇编中的中断相关）

对以上这些数据，在函数开始调用时分配动态存储空间，函数结束时释放这些空间。

在c语言中，每个变量和函数有两个属性：数据类型和数据的存储类别。

auto变量

函数中的局部变量，如不专门声明为static存储类别，（默认）都是动态地分配存储空间的，数据存储在动态存储区中。函数中的形参和在函数中定义的局部变量（包括在复合语句中定义的变量），都属此类，在调用该函数时系统会给它们分配存储空间，在函数调用结束时就自动释放这些存储空间。这类局部变量称为自动变量。自动变量用关键字auto作存储类别的声明（或默认）。

关键字auto可以省略，auto不写则隐含定为“自动存储类别”，属于动态存储方式。

用static声明局部变量

有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值，这时就应该指定局部变量为“静态局部变量”，用关键字static进行声明。

对静态局部变量的说明：

1) 静态局部变量属于静态存储类别，在静态存储区内分配存储单元。在程序整个运行期间都不释放。而自动变量（即动态局部变量）属于动态存储类别，占动态存储空间，函数调用结束后立即释放。

2) 静态局部变量在编译时赋初值，即只赋初值一次；而对自动变量赋初值是在函数调用时进行，每调用一次函数重新给一次初值，相当于执行一次赋值语句。

3) 如果在定义局部变量时不赋初值的话，则对静态局部变量来说，编译时自动赋初值0（对数值型变量）或空字符（对字符变量）。而对自动变量来说，如果不赋初值则它的值是一个不确定的值。

register变量（寄存器变量）

为了提高效率，C语言允许将局部变量的值放在CPU中的寄存器中，这种变量叫“寄存器变量”，用关键字register作声明。

说明：

1) 只有局部自动变量和形式参数可以作为寄存器变量；

2) 一个计算机系统中的寄存器数目有限，不能定义任意多个寄存器变量；

3) 局部静态变量不能定义为寄存器变量。

用extern声明外部变量

外部变量（即全局变量的外部表现形式）是在函数的外部定义的。全局变量的作用域为从变量定义处开始，到本程序文件的末尾。extern对该变量作“外部变量声明”。表示该变量是一个已经定义的外部变量。有了此声明，就可以从“声明”处起，其他源文件就可以合法地使用该外部变量。
用extern声明外部变量，扩展程序文件中变量的作用域。

小结：

auto :声明自动变量 一般针对的是局部变量，一般局部变量默认就是这个
extern:声明外部变量 一般针对的是全局变量
static:声明静态变量 比局部变量生存期长
register:声明寄存器变量

对于经常使用的变量，若无特别说明，编译器会优化，将变量数据放到寄存器中，以提高读取效率。

volatile:声明变量在程序执行中，可被隐含的改变（拒绝编译器的优化）
告诉编译器修饰的变量是随时变化的，每次使用都必须从内存中去取出它的值。如果一个寄存器或变量，表示一个端口或者多个线程的共享数据，需要用volatile，保证对特殊地址的访问。
变量如果加了volatile修饰，则会从内存中重新装载内容，而不是直接从寄存器中拷贝内容。
const :声明为常量。与volatile 对立。