娓娓道来c指针 (2)内存分配

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                            (2)内存分配

c语言中描述变量的时候常用的两个用语

1.作用域：也叫可见域，指的是变量的作用范围。在哪个范围内，该变量是可见的、可以使用的。

2.生存期：也叫存储期，指的是变量从创建到销毁的生存时间段。

作用域和存在域是两个不同的概念，比如在程序的某个位置，某变量存在(内存中分配了地址)但不可见(不可使用)。

作用域

从作用域看，变量分为以下三种：

1.全局变量

在c语言中，把在任何函数之外声明的变量称为全局变量。一般情况下，全局变量在任何地方都是可见的。当然也有例外，比如在语句块{}内声明了一个同名的局部变量，则该全局变量会暂时不可见。

//全局变量
int foo = 5;
void fun()
{
	printf(" fun()->foo...%d\n", foo);
}
int main()
{
	int bar = 3;
	printf("main()->foo...%d\n", foo);
	printf("main()->bar...%d\n", bar);
	{
		//局部变量，屏蔽同名全局变量foo
		int foo = 6;
		printf("    {}->foo...%d\n", foo);
		//局部变量，屏蔽同名局部变量bar
		int bar = 4;
		printf("    {}->bar...%d\n", bar);
	}
	fun();
	return 0;
}

从运行结果可以看出全局变量的可见范围。当然，如果在全局变量未被声明之前就试图使用它，则也会出错。(这与规则：“未声明，不可使用”有关。)

除此之外，c中的设计思想是：一个全局变量也是一个默认的外部变量(extern)。也就是说，一个全局变量不仅在本文件中是全局可见的，在别的文件中也是可见的。如

//1.c
int foo;

//2.c
int foo;

这种默认行为被广为诟病，不少人认为，变量的可见域默认下应仅限于当前文件，需要扩大时，应该由程序员自己控制。并且对于函数，也有同样的默认行为。

如何防止这种行为？

(1)若是确实需要使用一个同名的变量，则可对已存在的同名全局变量用static修饰，使之成为静态的全局变量。这样它的可见域，就仅限于它所在的文件之内。如

//1.c
static int foo; //可见域被限制于本文件内

(2)不定义新的，直接使用别的文件中的全局变量。语法是 extern int foo; 关键字 extern 是外部的意思，表明变量 foo，已在别的地方定义，这里只是在使用之前，作一个声明而已，不是重复定义。当然不作此声明也是不可用的，这再次体现了：可见，但不一定可用。

2.文件内部的静态变量

这就是上文中说的静态的全局变量。

3.局部变量

在函数中，或更直接的说是在语句块{}内定义的变量，是局部变量。它的可见域仅限于语句块内，在其它地方无法引用。局部变量在函数被调用时由系统分配存储区，在不同的函数中同名的变量实际上在内存中占不同的单元，因此在不同的函数中可以定义相同名字的局部变量。如函数的形参，main函数中定义的变量都是局部变量。

对作用域进行总结

c语言中存在三种作用域

(1)块作用域
自动变量(auto、register)和内部静态变量(static)具有块作用域，在一个块内声明的变量，其作用域从声明点开始，到该块结束为止。函数定义中声明的形参，其作用域限定在该函数体内，与其他函数中声明的同名变量不是一回事，允许在不同的函数中使用相同的变量名，编译器将为这些变量分配不同的存储单元，不会冲突。
(2)文件作用域
外部静态变量(static)具有文件作用域，从声明点开始到文件末尾，此处所指的文件是编译基本单位—c文件。
(3)全局(程序)作用域
全局变量(extern)具有全局作用域，只要在使用前对其进行声明，便可在程序（由若干个文件组成）的任意位置使用全局变量。

生存期

1.静态变量(static variable)

全局变量和指定static的局部变量，都具有静态存储期。它们从程序开始一直到程序结束都存在，故被统称为静态变量。

2.自动变量(auto variable)

没有被指定为static的局部变量和寄存器变量(register variable)都是自动变量。函数的形参及代码块中定义的变量都属于auto变量，这是C语言中应用最广的一种变量，这类变量是栈分配的，是动态分配存储空间的。举函数形参为例，当调用该函数时，为形参分配存储空间，当函数调用结束时，就自动释放这些存储空间。对代码块中定义的变量(包含函数中定义的变量)，当执行到变量声明语句时，系统为这些auto变量分配空间，当程序流程离开代码块时，这些变量被自动撤销，其占用的内存空间被释放。

3.堆变量

通过malloc()函数分配内存区域的变量被放在堆中，故称为堆变量。并且似乎这个“堆”和数据结构中的堆没有什么联系，只是一种称呼而已。这种变量需要手动释放内存区域：free(变量名)，也就是说它从创建时起就一直存在直到使用free()释放为止。当然，即使最后忘了释放，如今的操作系统也会在程序结束后释放为它分配的内存。不过仍然建议：谁创建，谁释放。

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