存储持续性、作用域和链接性

参考《C++PrimerPlus(第五版)》第265页

作用域scope描述了名称在文件（翻译单元）的多大范围内可见。

链接性linkage描述了名称在不同单元间共享。链接为外部的名称可以在文件间共享，链接性为内部的名称只能由一个文件中的函数共享。自动变量的名称是没有链接性，因为他们不能共享。

在名字空间中声明的变量的作用域为整个名称空间，因此全局作用域是名称空间作用域的特例。

寄存器变量是一种形式的自动变量，因此其存储持续性为自动，作用域为局部，但没有链接性。关键字register提醒编译器，用户希望它通过使用CPU寄存器，而不是堆栈来处理特定的变量，从而提供变量访问的快速。这种提醒并不意味着编译器一定满足这种请求。比如寄存器已经被占用，或者寄存器无法存储所请求的类型。如果变量被存储在寄存器中，那么他就没有内存地址，因此不能将地址操作符用于寄存器变量。

void gromb(int *)int main(){    int x;    register int y ;   gromb(&x);   gromb(&y);    //不能使用取地址符  ...

5种变量存储方式存储描述持续性作用域链接性如何声明自动自动代码块无可使用auto寄存器自动代码块无在代码块中使用register静态，无链接静态代码块无在代码块中，使用static静态，外部链接性静态文件外部在函数外面静态，内部链接性静态文件内部在函数外面，使用static

int global=1000;            //static静态持续性，外部链接，可在文件外面使用static int one_file=50;    //static静态持续性，内部链接，只能在当前文件中使用int main(){   ……}void fun1(int n){   static int count = 0;//static静态持续性，无链接性，只在函数中使用   int llama=0;……}void fun2(int q){  ……}

这里的global具有外部链接性，因此，在另一个文件file2.cpp可以直接使用他 ，但是在使用他之前，需要提供变量的external声明。

//file2.cpp#include "iostream"using namespace std;external int global;     //外部变量使用前必须声明void showExternal(){   cout << global <<endl;}

这里尤其要注意的是声明的两种形式

定义声明（defining declaration)或简称为定义definition,它主要给变量分配存储空间。定义只能进行一次

重新声明或称为引用声明(referencing declaration)简称为声明declaration，它不给变量分配空间，只是扩展他得作用域，因此不能在引用声明中初始化变量。声明可以多次

external double warning = 0.5//不能给引用声明初始化

仅当声明将变量分配存储空间时，即定义声明，才能在声明中初始化变量。

说明符和限定符

除了auto，register，static，extern之外，还有const，volatile，mutable

volatile关键字仅针对const起作用，他表明，即使程序代码没有对内存单元进行修改，，其值也可能发生变化。例如，一个指针指向某个硬件位置，其中包含了来自串行端口的时间或信息。在这种情况下，硬件（而不是程序）可能修改其中的内容。或者两个程序可能相互影响，共享数据。该关键字作用是改善编译器的优化能力，在读取某个变量时，将这个值缓存到寄存器中。这种优化假设变量的值在两次使用之间不会变化。

再谈const

假设将一组常量放在头文件中，多个文件包含该头文件。这会导致重复定义常量，因为他们是内部链接性的。只能将这些常量放在一个文件中，而其他文件必须使用extern来提供引用声明。另外，只有未使用extern关键字的声明才能进行初始化。由于外部定义的const数据的链接性是内部的，因此可以在所有文件中使用相同的声明。内部链接性还意味着，每个文件都有自己的一组常量，而不是所有文件共享一组常量。每个定义都是所属文件私有的，这就是能够将常量定义放在头文件中的原因。

如果出于某种原因，程序员希望某个常量的链接性为外部的，则可以使用extern关键字来覆盖默认的内部链接性。

extern const int states = 50

这点与定义常规外部变量不同，常规外部变量定义时无需extern关键字。但这里需要，切记！

函数和链接性

函数的存储持续性都是静态的，即在整个程序执行期间都是一直存在。默认情况下，函数的链接性为外部的，即可以在文件中共享。要让程序在另一个文件中查找函数，该文件必须作为程序的组成部分被编译，或者是有链接程序搜索的库文件。）还可以使用关键字static将函数的链接性设置为内部的，使之只能在一个文件中使用。如果该文件的函数原型指出该函数是静态的，则编译器将只在该文件中查找函数定义；否则，编译器（包括链接程序）将在所有的程序文件中查找。如果找到两个定义，编译器将发出错误消息，因为每个外部函数只能有一个定义，如果在程序文件中没有找到，编译器将在库中搜索。这意味着如果定义了一个与库函数同名的函数，编译器将使用程序员定义的版本，而不是库函数。

语言链接性

链接程序要求每个不同的函数都有不同的符号名。在C语言中，一个名称只对应一个函数，因此很容易实现。为满足内部需求，C语言编译器，只能将spiff这样的函数翻译为_spiff，这种方法叫C语言链接性。但C++中，同一个名称的函数可能对应多个函数，必须将这些函数翻译成不同的符号名。因此，C++编译器指向名称矫正或名称修饰，为重载函数生成不同的符号名称。例如spiff(int )转换成_spiff_i，spiff(double,double)转化成_spiff_d_d。这种称为C++语言链接。

链接程序寻找与C++函数调用匹配的函数时，使用的方法与C语言不同，但如果要在C++程序中使用C库中预编译的函数，将出现什么情况？

假设

spiff(22)；//调用C库中的spiff(int)函数

它在C语言库中的符号名为_spiff，但C++查询约定的符号名_spiff_i。为解决这类问题，可以用函数原型来指出要使用的约定。

extern "C" void spiff(int );  //use c protocol for name look-upextern void spoff(int) //use c++ protocol for name look-upextern "C++" void spaff(int); //use c++ protocol for name look-up

动态分配

通常，编译器使用3块独立的内存，一块用于静态变量（可能再细分），一块用于自动变量。一块用于动态存储。

请注意，使用new来设置指针的语句必须位于函数中，如果在函数外，就是静态存储，而静态存储，只能使用常量表达式来初始化静态存储变量。