C语言变量分类和应用以及五大内存空间

注意：定义一个全局变量后，可以在函数内部重新定义该变量，接下来的程序都使用重新定义的变量，从定义开始起作用。
局部变量和全局变量同名时，局部变量会覆盖全局变量。
eg：#include <stdio.h>


int i=9;

int main()
{
printf(“%d\n”,i)；

int i;

printf("%d\n",i);

return 0;
}
结果显示： i=9;
i=658291;(系统内部的一个值)

不同作用域( SCPOE)的局部变量可以同名，不冲突；
（1）局部变量
在函数内部定义的变量（形参也是局部变量），作用域仅限于定义的函数内部。
（2）全局变量
函数外部定义的变量，不属于哪一个函数，属于一个源程序，作用域是整个源程序。


注意:在复合语句中也可以定义变量，但是只作用于复合语句中。
eg:
void example()
{
int i;

for(i=0;i<5;i++)
{
int b;

b=1;

printf("%d\n",b);
}
printf("%d\n",b);
}
此时会报错，因为for循环中定义的b不能在for循环外面使用。

从变量的生存期（存在的作用时间）角度来看，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：
全局变量和静态变量全部存放在静态存储区，在程序开始进行时给全局变量分配存储空间，程序执行完毕后就释放，在执行过程中，它们占据固定的存储单元，而不动态的进行分配和释放

动态存储区存放的数据：
（1）函数的形参
（2）局部变量（限于auto类型，即未参加static声明的局部变量）
（3）函数调用时的现场保护地址的返回地址（与汇编中的中端相关）

auto变量
函数的局部变量，如果没有声明为static，函数中定义的局部变量全部默认为auto类型。auto变量包括未加static声明的局部变量（包括在复合语句中定义的变量）和函数的形参。在调用函数时系统会给它们分配存储空间，在函数调用结束后就自动的释放这些空间。属于动态存储方式。

static变量
用static声明的局部变量在函数调用结束后而不消失保留原来的值。
eg1： eg2：
int i; int i;


        for(i=0;i<3;i++) for(i=0;i<3;i++)
        { {
                static int b=1; int b=1;


                printf("%d  ",++b); printf("%d  ",++b);
        } }
结果显示：2  3  4  结果显示：2  2  2

区别：static局部变量定义使用完后会值会存储下来，所以使用static局部变量定义只需要一次赋值，eg1中for循环中b时static局部变量，每一次循环后b不会重新定义；eg2中每一次for循环b都是重新定义了的。
可以这么说，static局部变量相当于定义该变量的函数中的全局变量。如果这么写 static int b;   b=1;此时eg1结果为2  2  2；必须是定义时就初始化，因为定义和赋值分开后，循环内部会重复赋值。

静态局部变量的说明：
（1）静态局部变量属于静态存储类别，即在静态存储区分配内存单元。
（2）静态局部变量在编译时赋初值，即只用赋一次值；而自动变量赋值是在函数调用时进行的，函数结束后就释放，每调用一次函数就赋一次值。
（3）如果定义局部变量时没有赋值，对于静态局部变量来说，如果是数值型变量那么会自动赋值为0，如果是字符型变量那么会自动的赋值为空字符；对于自动变量来说，如果在定义是没有赋值，系统会自动赋一个不确定的值。

静态局部变量和全局变量的区别：
静态局部变量的作用域仅限于所定义的函数中，但是函数结束后变量值会保留。全局变量从定义开始作用域整个源文件直至结束。


寄存器变量（register）
寄存器变量可以提高c语言的执行效率，即将局部变量的值存入CPU的寄存器中。
注意： （1）只有动态存储的变量（自动局部变量和形参）才可以作为寄存器变量来存储，局部静态变量不可以定义为寄存器变量。
（2）计算机的寄存器数目有限的，不能定义任意多个寄存器变量。

外部变量（extern）
外部变量（即全局变量的外部表现形式）是在函数外部定义的变量。全局变量的作用域为从定义开始到源文件结束。extern对该变量作外部变量说明，扩展程序中的变量的作用域。
外部变量的一些用法：
eg：void main()
{
extern int b;
printf("%d\n",b);
}
int b;
如果一个变量在函数后面定义的，但是函数中又需要使用，可以在使用前对变量进行外部说明，如eg。同时如果一个变量在文件f1中定义的但是想在文件f2中使用，同样可以在使用前进行外部说明,前提两个文件在编译时要建立起联系。


c语言定义的五大内存区：
（1）栈区（stack） 存放函数形参和局部（auto）变量；由编译器自动分配和释放。filo（first in last out）
（2）堆区（heap） （申请空间）该区由程序员申请后使用，需要手动释放，否则会造成内存泄漏。如果程序员没有手动释放，那么程序结束时可能由OS回收
申请空间的函数：malloc  ---- free   ；new  ---- delete
（3）全局区（静态区） static：
存放全局变量和静态局部变量；这两种变量是放在一块的，初始化的全局变量和静态局部变量放在一块，未初始化的放在另一块。
（4）（文字）常量区：（存放常量）
常量字符串存放在这里，程序结束后由系统释放
（5）代码区：存放二进制代码


malloc原理：


　　 malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，
另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果
这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符
合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。


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,不允许被改变。