作者LoganChien (简子翔)
看板b97902HW
标题[计程] 变数的储存周期
时间Sat Nov 15 03:57:17 2008
有一天在上刘邦锋老师的计算机程式的时候，老师好像忽然转向助教，
问到：「你们在助教课有讲过 static 吗？」当然，接下来的对话不
是本文的重点，我今天的重点摆在 static。或更进一步来说是
Storage Duration (储存周期)。
其实在 C/C++ 语言中的变数有三种不同的 Storage Duration
(储存周期)：
1. Static Storage Duration (静态储存周期)
2. Automatic Storage Duration (自动储存周期)
3. Heap Storage Duration (堆积储存周期)
我将分述如下。
1.
Static Storage Duration
在函式外的全域变数或在函式内但是刻意以
static 关键字修饰的变
数会是属於 Static Storage Duration。他的
生命周期(Lifetime)是
从
程式开始执行的时候开始，程式结束之後才会被释放。整个程式运
行时会占用固定的记忆体空间。以下是若干 Static 变数的范例：
#include <stdlib.h>
int g_variable1; /* Static Storage Duration */
int g_variable2 = 5; /* Static Storage Duration */
int g_array[10]; /* Static Storage Duration */
int main()
{
static int local_static_variable; /* Static Storage Duration */
return EXIT_SUCCESS;
}
Static Storage Duration 的变数会有以下特性：
1.
如果宣告时有被初始化，其值会等於初始值。
2. 如果宣告时没有被初始化，且其型别为
算术型别(Arithmetic
Type)，其
值会被初始化为零。
3. 如果宣告时没有被初始化，且其型别为
指标型别，其值会被
初始
化为 NULL。
所以上面的 g_variable1 == 0, local_static_variable == 0,
g_variable2 == 5 。当然，即便是阵列也不例外 a[0] == 0,
a[1] == 0 ... a[9] == 0 。
2.
Automatic Storage Duration
在函式内部的变数、函式的引数如果没有特别声明，就是 Automatic
Storage Duration。
变数的生命周期始於存放变数的视野(Scope)开
始处，止於视野的结束处。例如：
#include <stdlib.h>
int
main()
{
int variable1; /* Automatic Storage Duration */
int variable2 = 0; /* Automatic Storage Duration */
int array1[4]; /* Automatic Storage Duration */
int array2[4] = {1, 2, 3, 4}; /* Automatic Storage Duration */
int array3[4] = {1, 2}; /* Automatic Storage Duration */
{
int i; /* Automatic Storage Duration */
}
/* Now, "i" is dead */
return EXIT_SUCCESS;
}
/* Now, "variable1", "variable2", "array1", "array2" is dead. */
这一个程式之中，variable1, variable2, array1, array2, array3
都是 Automatic Storage Duration，这一类变数有以下特性：
1.
生命周期开始於宣告处，终止於所在的视野结束时。
2. 每一次函式呼叫都会配置独立的记忆体区块。
3. 原则上，
除非有指明，不然所有的
变数不会被初始化。
4. 阵列可能是第三点的例外，
阵列的元素如果有一个有初始值，则
所有的元素都会有初始值。此时没有指定初指值的变数会以 Static
Storage Duration 的方法初使化。
备注：根据第 4 点，array3[2] == 0, array3[3] == 0，有时候我
们会在宣告的後面加上 = {0} 来将整个阵列初始化为 0。不过要注
意的是 = {10} 并非把所有的元素初始化为 10，只有第一个会是
10，其他的都会是 0。
3.
Heap Storage Duration
Heap Storage Duration 是用於动态配置记忆体。
其生命周期是在被
malloc 时开始，结束於 free 的时候。Heap Storage Duration 不
会被初始化。如下面的程式︰
#include <stdlib.h>
int
main()
{
int *my_array = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
free(my_array);
return EXIT_SUCCESS;
}
不过要稍微解说一下，my_array 这一个指标本身是属於 Automatic
Storage Duration，是 may_array 所指向的变数才是 Heap Storage
Duration。
文未附上可以看生命周期的 C++ 程式码。
http://www.csie.ntu.edu.tw/~b97073/bbs/src/lifetime.cpp
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