在c語言中，每個變量和函數(shù)有兩個屬性：數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)的存儲類別。

C語言中局部變量和全局變量變量的存儲類別(static,extern,auto,register)

一. 從變量的作用域劃分變量（即從空間）角度來分

1.全局變量

2.局部變量

二. 從變量值存在的時間或存儲類別（即生存期）角度來分

2.1. 靜態(tài)存儲區(qū)

存放以下數(shù)據(jù):代碼段(text)、只讀數(shù)據(jù)段(rodata)、讀寫數(shù)據(jù)段(rwdata)、未初始化數(shù)據(jù)段(bbs)

靜態(tài)存儲區(qū)存放全部的全局變量, 這些變量將在鏈接之后產(chǎn)生, 程序執(zhí)行完畢就釋放, 程序執(zhí)行的過程中它們占據(jù)固定的存儲單元, 而不會動態(tài)的進(jìn)行分配和釋放

2.2. 動態(tài)存儲區(qū)

存放以下數(shù)據(jù):函數(shù)形參、自動變量(未加static聲明的局部變量)、函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護(hù)和返回地址

對以上這些數(shù)據(jù)，在函數(shù)開始調(diào)用時分配動態(tài)存儲空間，函數(shù)結(jié)束時釋放這些空間。

三. 從用戶內(nèi)存空間角度分為三個部分

1. 程序區(qū)

2. 靜態(tài)存儲區(qū)

3. 動態(tài)存儲區(qū)

4. 從C程序運(yùn)行時又可分為以下存儲區(qū)

1. 代碼段 (Code | Text)

代碼段由程序中執(zhí)行的機(jī)器代碼組成。在C語言中，程序語句進(jìn)行編譯后，形成機(jī)器代碼。在執(zhí)行程序的過程中，CPU的程序計數(shù)器指向代碼段的每一條機(jī)器代碼，并由處理器依次運(yùn)行。

2. 只讀數(shù)據(jù)段(ROData)

2.1 ROData介紹

只讀數(shù)據(jù)段是程序使用的一些不會被更改的數(shù)據(jù)，使用這些數(shù)據(jù)的方式類似查表式的操作，由于這些變量不需要更改，因此只需要放置在只讀存儲器中即可。只讀數(shù)據(jù)段由程序中所使用的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，該部分?jǐn)?shù)據(jù)的特點(diǎn)是在運(yùn)行中不需要改變，因此編譯器會將該數(shù)據(jù)段放入只讀的部分中。C語言中的只讀全局變量，只讀局部變量，程序中使用的常量等會在編譯時被放入到只讀數(shù)據(jù)區(qū)。注意：定義全局變量const char a[100]={“ABCDEFG”};將生成大小為100個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)區(qū)，并使用“ABCDEFG”初始化。如果定義為：const char a[ ]={“ABCDEFG”};則根據(jù)字符串長度生成8個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)段(還有’’)，所以在只讀數(shù)據(jù)段中，一般都需要做完全的初始化。

2.2 Example

3. 已初始化讀寫數(shù)據(jù)段(RW data)

3.1 RWData介紹

已初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，并且具有初值的變量，這些變量需要占用存儲器的空間，在程序執(zhí)行時它們需要位于可讀寫的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)，并具有初值，以供程序運(yùn)行時讀寫。全局變量全部存放在靜態(tài)存儲區(qū)，在程序開始執(zhí)行時給全局變量分配存儲區(qū)，程序行完畢就釋放。在程序執(zhí)行過程中它們占據(jù)固定的存儲單元，而不動態(tài)地進(jìn)行分配和釋放；

全局變量

靜態(tài)(static) 局部變量

3.2 Example

4. 未初始化數(shù)據(jù)段(BSS)

4.1 BSS介紹

未初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，但是沒有初始化的變量，這些變量在程序運(yùn)行之前不需要占用存儲器的空間。

4.1 Example

5. 堆(heap)

5.1 堆空間介紹

堆內(nèi)存只在程序運(yùn)行時出現(xiàn)，一般由程序員分配和釋放。
在具有操作系統(tǒng)的情況下，如果程序沒有釋放，操作系統(tǒng)可能在程序(例如一個進(jìn)程)結(jié)束后回收內(nèi)存。

5.2 Example

6. 棧(stack)

6.1 ?？臻g介紹

棧內(nèi)存只在程序運(yùn)行時出現(xiàn)，在函數(shù)內(nèi)部使用的變量、函數(shù)的參數(shù)以及返回值將使用?？臻g， ?？臻g由編譯器自動分配和釋放。?？臻g是動態(tài)開辟與回收的。在函數(shù)調(diào)用過程中，如果函數(shù)調(diào)用的層次比較多，所需要的?？臻g也逐漸加大對于參數(shù)的傳遞和返回值，如果使用較大的結(jié)構(gòu)體，在使用的?？臻g也會比較大。

6.2 棧區(qū)主要用于以下數(shù)據(jù)的存儲

函數(shù)內(nèi)部的動態(tài)變量 函數(shù)的參數(shù) 函數(shù)的返回值

6.3 Example

5. 4種局部變量和全局變量的存儲類別(static,extern,auto,register)

5.1 Static

有時希望函數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不消失而保留原值，這時就應(yīng)該指定局部變量為“靜態(tài)局部變量”，用關(guān)鍵字static進(jìn)行聲明。

對靜態(tài)局部變量的說明：

1)靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲類別，在靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)分配存儲單元。在程序整個運(yùn)行期間都不釋放。而自動變量（即動態(tài)局部變量）屬于動態(tài)存儲類別，占動態(tài)存儲空間，函數(shù)調(diào)用結(jié)束后即釋放。
2)靜態(tài)局部變量在編譯時賦初值，即只賦初值一次；而對自動變量賦初值是在函數(shù)調(diào)用時進(jìn)行，每調(diào)用一次函數(shù)重新給一次初值，相當(dāng)于執(zhí)行一次賦值語句。
3)如果在定義局部變量時不賦初值的話，則對靜態(tài)局部變量來說，編譯時自動賦初值0（對數(shù)值型變量）或空字符（對字符變量）。而對自動變量來說，如果不賦初值則它的值是一個不確定的值。

5.2 Extern

外部變量（即全局變量）是在函數(shù)的外部定義的，它的作用域?yàn)閺淖兞慷x處開始，到本程序文件的末尾。如果外部變量不在文件的開頭定義，其有效的作用范圍只限于定義處到文件終了。如果在定義點(diǎn)之前的函數(shù)想引用該外部變量，則應(yīng)該在引用之前用關(guān)鍵字extern對該變量作“外部變量聲明”。表示該變量是一個已經(jīng)定義的外部變量。有了此聲明，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變量。

說明：

在本程序文件的最后1行定義了外部變量A，B，但由于外部變量定義的位置在函數(shù)main之后，因此本來在main函數(shù)中不能引用外部變量A，B?，F(xiàn)在我們在main函數(shù)中用extern對A和B進(jìn)行“外部變量聲明”，就可以從“聲明”處起，合法地使用該外部變量A和B。

5.3 Auto

函數(shù)中的局部變量，如不專門聲明為static存儲類別，都是動態(tài)地分配存儲空間的，數(shù)據(jù)存儲在動態(tài)存儲區(qū)中。函數(shù)中的形參和在函數(shù)中定義的變量（包括在復(fù)合語句中定義的變量），都屬此類，在調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)會給它們分配存儲空間，在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時就自動釋放這些存儲空間。這類局部變量稱為自動變量。自動變量用關(guān)鍵字auto作存儲類別的聲明。

a是形參，b，c是自動變量，對c賦初值3。執(zhí)行完f函數(shù)后，自動釋放a，b，c所占的存儲單元。
關(guān)鍵字auto可以省略，auto不寫則隱含定為“自動存儲類別”，屬于動態(tài)存儲方式。占用?？臻g

5.4 Register

為了提高效率，C語言允許將局部變量得值放在CPU中的寄存器中，這種變量叫“寄存器變量”，用關(guān)鍵字register作聲明。

說明：

1)只有局部自動變量和形式參數(shù)可以作為寄存器變量；
2)一個計算機(jī)系統(tǒng)中的寄存器數(shù)目有限，不能定義任意多個寄存器變量；
3)局部靜態(tài)變量不能定義為寄存器變量。

6. 總結(jié)

從變量的作用域（即從空間）角度來分，可以分為全局變量和局部變量。從變量值存在的作時間（即生存期）角度來分，可以分為靜態(tài)存儲方式和動態(tài)存儲方式。

代碼段、只讀數(shù)據(jù)段、讀寫數(shù)據(jù)段、未初始化數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)區(qū)域

靜態(tài)區(qū)域: 是指在程序運(yùn)行期間分配固定的存儲空間的方式

堆和棧屬于動態(tài)區(qū)域

動態(tài)區(qū)域: 是在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要進(jìn)行動態(tài)的分配存儲空間的方式。

代碼段、只讀數(shù)據(jù)段和讀寫數(shù)據(jù)段將在鏈接之后產(chǎn)生

未初始化數(shù)據(jù)段將在程序初始化的時候開辟而堆和棧將在程序的運(yùn)行中分配和釋放。C語言程序分為映像和運(yùn)行時兩種狀態(tài)。在編譯-連接后形成的映像中，將只包含代碼段(Text)、只讀數(shù)據(jù)段(RO Data)和讀寫數(shù)據(jù)段(RW Data)。在程序運(yùn)行之前，將動態(tài)生成未初始化數(shù)據(jù)段(BSS) 在程序的運(yùn)行時還將動態(tài)形成堆(Heap)區(qū)域和棧(Stack)區(qū)域。一般來說，在靜態(tài)的映像文件中，各個部分稱之為節(jié)(Section)，而在運(yùn)行時的各個部分稱之為段(Segment)。如果不詳細(xì)區(qū)分，可以統(tǒng)稱為段。C語言在編譯和連接后，將生成代碼段(Text)、只讀數(shù)據(jù)段(RO Data)和讀寫數(shù)據(jù)段(RW Data)。在運(yùn)行時，除了以上三個區(qū)域外，還包括未初始化數(shù)據(jù)段(BSS)區(qū)域和堆(Heap)區(qū)域和棧(Stack)區(qū)域。

7. 一些實(shí)例

責(zé)任編輯人：CC