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2011-02-11
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C 语言编程要点---第 2 章 变量和数据存储
第二章 变量和数据存储
C 语言的强大功能之一是可以灵活地定义数据的存储方式。 C 语言从两个方面控制变量的性质：作用域
(scope)和生存期(lifetime)。作用域是指可以存取变量的代码范围，生存期是指可以存取变量的时间范围。
作用域有三种：
1. extern(外部的) 这是在函数外部定义的变量的缺省存储方式。extern 变量的作用域是整个程序。
2．static(静态的) 在函数外部说明为 static 的变量的作用域为从定义点到该文件尾部；在函数内部说明为
static 的变量的作用域为从定义点到该局部程序块尾部。
3．auto(自动的) 这是在函数内部说明的变量的缺省存储方式。auto 变量的作用域为从定义点到该局部程
序块尾部。
变量的生存期也有三种，但它们不象作用域那样有预定义的关键字名称。第一种是 extern 和 static 变量的
生存期，它从 main()函数被调用之前开始，到程序退出时为止。第二种是函数参数和 auto 变量的生存期，
它从函数调用时开始，到函数返回时为止。第三种是动态分配的数据的生存期，它从程序调用 malloc()或
calloc()为数据分配存储空间时开始，到程序调用 free()或程序退出时为止。
2.1. 变量存储在内存(memory)中的什么地方?
变量可以存储在内存中的不同地方，这依赖于它们的生存期。在函数外部定义的变量(全局变量或静态外
部变量)和在函数内部定义的 static 变量，其生存期就是程序运行的全过程，这些变量被存储在数据段
(datasegment)中。数据段是在内存中为这些变量留出的一段大小固定的空间，它分为两部分，一部分用来
存放初始化变量，另一部分用来存放未初始化变量。
在函数内部定义的 auto 变量(没有用关键字 static 定义的变量)的生存期从程序开始执行其所在的程序块代
码时开始，到程序离开该程序块时为止。作为函数参数的变量只在调用该函数期间存在。这些变量被存储
在栈(stack)中。栈是内存中的一段空间，开始很小，以后逐渐自动增大，直到达到某个预定义的界限。在
象 DOS 这样的没有虚拟内存(virtual memory)的系统中，这个界限由系统决定，并且通常非常大，因此程
序员不必担心用尽栈空间。关于虚拟内存 的讨论，请参见 2．3。
第三种(也是最后一种)内存空间实际上并不存储变量，但是可以用来存储变量所指向的数据。如果把调
用 malloc()函数的结果赋给一个指针变量，那么这个指针变量将包含一块动态分配的内存的地址，这块内
存位于一段名为“堆(heap)”的内存空间中。堆开始时也很小，但当程序员调用 malloc()或 calloc()等内存分
配函数时它就会增大。堆可以和数据段或栈共用一个内存段 (memorysegment)，也可以有它自己的内存段，
这完全取决于编译选项和操作系统。
与栈相似，堆也有一个增长界限，并且决定这个界限的规则与栈相同。
请参见：
1．1 什么是局部程序块(10calblock)?
2．2 变量必须初始化吗?
2．3 什么是页抖动(pagethrashing)?
7．20 什么是栈(stack)?
7．21 什么是堆(heap)7 ．
2.2. 变量必须初始化吗?
不。使用变量之前应该给变量一个值，一个好的编译程序将帮助你发现那些还没有被给定一个值就被使
用的变量。不过，变量不一定需要初始化。在函数外部定义的变量或者在函数内部用 static 关键字定义的
变量(被定义在数据段中的那些变量，见 2．1)在没有明确地被程序初始化之前都已被系统初始化为 0 了。
在函数内部或程序块内部定义的不带 static 关键字的变量都是自动变量，如果你没有明确地初始化这些变
量，它们就会具有未定义值。如果你没有初始化一个自动变量，在使用它之前你就必须保证先给它赋值。
调用 malloc()函数从堆中分配到的空间也包含未定义的数据，因此在使用它之前必须先进行初始化，但调
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