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)行的機器代碼組成。在C語言中，程序語句進行編譯后，形成機器代碼。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器代碼，并由處理器依次運行。

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，該部分數(shù)據(jù)的特點是在運行中不需要改變，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(例如一個進程)結束后回收內(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，如果使用較大的結構體，在使用的棧空間也會比較大。

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)用結束后不消失而保留原值，這時就應該指定局部變量為“靜態(tài)局部變量”，用關鍵字static進行聲明。

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)用時進行，每調(diào)用一次函數(shù)重新給一次初值，相當于執(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，它的作用域為從變量定義處開始，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。如果在定義點之前的函數(shù)想引用該外部變量，則應該在引用之前用關鍵字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

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: 是在程序運行期間根據(jù)需要進行動態(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行中分配和釋放。C語言程序分為映像和運行時兩種狀態(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)。在程序運行之前，將動態(tài)生成未初始化數(shù)據(jù)段(BSS) 在程序的運行時還將動態(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)，而在運行時的各個部分稱之為段(Segment)。如果不詳細區(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. 一些實例

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