C++语言|存储持续性、作用域和链接性

存储持续性

C++ 使用==三种==（在 C++11 中是==四种==）不同的方案来存储数据，这些方案的区别就在于数据保留在内存中的时间。

在函数定义中声明的变量（包括函数参数）的存储持续性为自动的。它们在程序开始执行其所属的函数或代码块时被创建，在执行完函数或代码块时，它们使用的内存被释放。

C++ 中有两种存储持续性为自动的变量：

自动变量是在函数内部（局部作用域）定义的变量。它们的生命周期与包含它们的函数的执行周期相关联。自动变量在函数入口处创建，并在函数退出时销毁。==它们通常存储在栈上==，通常，函数参数和函数内部定义的局部变量都是自动变量。

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void exampleFunction() {
    int x = 10; // 自动变量，生命周期和函数相关
}

寄存器变量是自动变量的一种特殊类型，它们提示编译器将其==存储在 CPU 寄存器中==，以便提高访问速度。但请注意，寄存器变量只是一种建议，编译器可以选择忽略这些建议，因为现代编译器通常能够有效地优化变量的寄存器使用。

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void exampleFunction() {
    register int x = 10; // 声明寄存器变量
}

在函数定义外定义的变量和使用关键字 static 定义的变量的存储持续性都为静态。它们在程序整个运行过程中都存在。

C++有三种存储持续性为静态的变量：

静态局部变量是在函数内部定义的，但与自动变量不同。它们的生命周期不会随着函数的调用而结束，静态局部变量只会在首次进入函数时初始化，然后一直存在于整个程序的执行过程中，直到程序退出。它们==存储在静态存储区（通常是全局数据区）==。

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void exampleFunction() {
    static int x = 10; // 静态局部变量，生命周期跨函数调用
}

静态全局变量是在全局作用域（文件作用域）内定义的变量，但它们的可见性被限制在定义它们的文件内，不能被其它文件访问。静态全局变量的生命周期与程序的运行周期相同，它们也==存储在静态存储区==。

静态类成员变量是定义在类内部的静态变量，它们属于类而不是类的特例。静态类成员变量只要一份副本，无论创建多少个类的实例，它们都享有相同的变量。静态类成员变量==存储在静态存储区==。

当前多核处理器很常见，这些 CPU 可同时处理多个执行任务。这让程序能够将计算放在可并行处理的不同线程中。如果变量是使用关键字 thread_local 声明的，则其生命周期与所属线程一样长。

用 new 运算符分配的内存将一直存在，直到使用 delete 运算符将其释放或程序结束为止。这种从内存的存储持续性为动态，又是被称为自由存储（free store）或==堆（heap）==。

在默认情况下，在函数中声明的函数参数和变量的==存储持续性为自动==，==作用域为局部==，==没有链接性==。如果在代码块中定义了变量，则该变量的存在时间和作用域将被限制在该代码块内。

和 C 语言一样，C++ 也为静态存储持续性变量提供了 3 种链接性，且这三种链接性都在整个程序执行期间存在。

int global = 1000; // 静态持续，外部链接
static int one_file = 50; // 静态持续，内部链接

int func1(int n) {
    static in_count = 0; // 静态持续，无链接
}

所有静态持续变量都有初始化特征：未被初始化的静态变量的所有位都被设置为 0。