【C深入】5_变量属性

关键词：C语言的变量属性、auto关键字、 register关键字、 static关键字、extern关键字

1. C语言的变量属性

C语言中的变量可以有自己的属性，在定义变量的时候可以加上属性关键字，属性关键字指明变量的特有意义。
语法：property type var_name;
示例：

int main()
{
  auto char i;
  register int j;
  static long k;
  extern double m;

  return o;
}

2. `auto`关键字

auto即C语言中局部变量的默认属性
auto表明将被修饰的变量存储于栈上
编译器默认所有的局部变量都是auto的
示例：

void f()
{
  int i;  // 局部变量默认属性为 auto

  auto int j;  // 显示声明 auto 属性 
}

3. `register`关键字

register关键字指明将局部变量存储于寄存器中
register只是请求寄存器变量，但不一定请求成功
register变量的值必须是CPU寄存器可以接受的值
不能用&运算符获取register变量的地址，因为&是获取内存地址，而不能获取到寄存器变量的地址

示例：


#include <stdio.h>

   register int g_v; // error: register name not specified for ‘g_v’

int main()
{
    register char var;

    printf("0x%08x\n", &var);   // error: address of register variable ‘var’ requested

    return 0;
}

4. `static`关键字

static关键字指明变量的静态属性
static修饰的局部变量存储在程序静态区，即局部变量未被static修饰时，变量位于栈空间，局部变量被static修饰后，变量位于静态区，这个局部变量的生命周期和全局变量的生命周期相同，作用域只在局部区域
static关键字同时具有作用域限定符的意义
static修饰的全局变量作用域仅在声明的文件中
static修饰的函数作用域仅在声明的文件中

#include <stdio.h>

int g_v;            // 全局变量， 程序的任意地方均能访问

static int g_sv;    // 静态全局变量， 只有当前文件中可访问

int main()
{
    int var;        // 局部变量，在栈上分配空间

    static int svar;    // 静态局部变量， 在静态数据区分配空间

    return 0;
}

5. `auto`，`register`，`static`对比分析

#include <stdio.h>

int f1()
{
    int r = 0;

    r++;

    return r;
}

int f2()
{
    static int r = 0;

    r++;

    return r;
}


int main()
{
    auto int i = 0;       // 显示声明 auto 属性，i 为栈变量
    static int k = 0;     // 局部变量 k 的存储区位于静态区，作用域位于 main 中
    register int j = 0;   // 向编译器申请将 j 存储于寄存器中

    printf("%p\n", &i);     
    printf("%p\n", &k);
//  printf("%p\n", &j);  // error: address of register variable ‘j’ requested 

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("%d\n", f1());   
    }

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("%d\n", f2());   
    }

    return 0;
}

输出结果：

0xbfdeb84c
0x804a01c
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5

总结：
auto修饰的变量i的地址值为：0xbfdeb84c，static修饰的变量j的地址值为：0x804a01c。两地址值相差较大的原因是因为变量i位于栈空间，变量j位于常量区；
f1()中的变量r位于栈空间，每次调用时被初始化为0，f2()中的变量r位于静态区，只被初始化一次，r的生命周期为程序的运行周期，每次对它的改动都会被保留下来。

6. `extern`关键字

作用一：extern用于声明外部定义的变量和函数
extern变量在文件的其它地方分配空间
extern函数在文件的其它地方定义
作用二：extern用于告诉编译器用C方式编译
C++编译器和一些变种C编译器默认会按“自己”的方式编译函数和变量，通过extern关键字可以命令编译器以标准C方式进行编译。如：

extern "C"
{
  int f(int a, int b)
  {
    return a + b;
  }
}

7. `static`和`extern`的使用

test.c

#include <stdio.h>

extern int g_v; // 告诉编译器变量g_v在其他地方已经定义

int main()
{
    printf("%d\n", g_v);

    return 0;
}

g.c

int g_v = 10;   // 定义全局变量 g_v

输出结果：

当g.c中用static修饰后，源代码如下：

static int g_v = 10;    // 定义全局变量 g_v

输出结果：

错误原因：static修饰的全局变量作用域仅在声明的文件中，其它文件访问不到，因此在test.c中编译器会提示g_v没有定义。解决方法：
test.c

#include <stdio.h>

extern int getV();  // 告诉编译器函数getV()在其他地方已经定义

int main()
{
    printf("%d\n", getV());

    return 0;
}

g.c

static int g_v = 10;    // 定义全局变量 g_v

int getV()
{
    return g_v;
}

输出结果：

8. 小结

auto变量存储在程序的栈中，为默认属性
static变量存储在程序静态区中
register变量请求存储于CPU寄存器中
extern变量在文件的其它地方分配空间
extern能够指示编译器按照C方式编译程序