C/C++中全局变量，静态局部变量，局部变量的初始化问题

转载： http://www.cnblogs.com/catch/p/4314256.html

什么时候初始化

根据 C++ 标准，全局变量的初始化要在 main 函数执行前完成，常识无疑，但是这个说法有点含糊，main 函数执行前到底具体是什么时候呢？是编译时还是运行时？答案是既有编译时，也可能会有运行时(seriously), 从语言的层面来说，全局变量的初始化可以划分为以下两个阶段（c++11 N3690 3.6.2)：

static initialization: 静态初始化指的是用常量来对变量进行初始化,主要包括 zero initialization 和 const initialization，静态初始化在程序加载的过程中完成，对简单类型(内建类型，POD等)来说，从具体实现上看，zero initialization 的变量会被保存在 bss 段，const initialization 的变量则放在 data 段内，程序加载即可完成初始化，这和 c 语言里的全局变量初始化基本是一致的。
dynamic initialization：动态初始化主要是指需要经过函数调用才能完成的初始化，比如说：int a = foo()，或者是复杂类型（类）的初始化（需要调用构造函数）等。这些变量的初始化会在 main 函数执行前由运行时调用相应的代码从而得以进行(函数内的 static 变量除外)。

http://4byte.cn/question/2070807/when-static-or-dynamic-initialization.html

Formally, C++ initializes such variables in three phases:

1. Zero initialization

2. Static initialization

3. Dynamic initialization

The language also distinguishes between variables which require dynamic initialization, and those which require static initialization: all static objects (objects with static lifetime) are first zero initialized, then objects with static initialization are initialized, and then dynamic initialization occurs.

As a simple first approximation, dynamic initialization means that some code must be executed; typically, static initialization doesn't. Thus:

extern int f();

int g1 = 42; // static initialization
int g2 = f(); // dynamic initialization

Another approximization would be that static initialization is what C supports (for variables with static lifetime), dynamic everything else.

How the compiler does this depends, of course, on the initialization, but on disk based systems, where the executable is loaded into memory from disk, the values for static initialization are part of the image on disk, and loaded directly by the system from the disk. On a classical Unix system, global variables would be divided into three "segments":

需要明确的是：静态初始化执行先于动态初始化！ 只有当所有静态初始化执行完毕，动态初始化才会执行。显然，这样的设计是很直观的，能静态初始化的变量，它的初始值都是在编译时就能确定，因此可以直接 hard code 到生成的代码里，而动态初始化需要在运行时执行相应的动作才能进行，因此，静态初始化先于动态初始化是必然的。

初始化的顺序

对于出现在同一个编译单元内的全局变量来说，它们初始化的顺序与他们声明的顺序是一致的（销毁的顺序则反过来），而对于不同编译单元间的全局变量，c++ 标准并没有明确规定它们之间的初始化（销毁）顺序应该怎样，因此实现上完全由编译器自己决定，一个比较普遍的认识是：不同编译单元间的全局变量的初始化顺序是不固定的，哪怕对同一个编译器，同一份代码来说，任意两次编译的结果都有可能不一样[1]。

因此，一个很自然的问题就是，如果不同编译单元间的全局变量相互引用了怎么办？

当然，最好的解决方法是尽可能的避免这种情况(防治胜于治疗嘛)，因为一般来说，如果出现了全局变量引用全局变量的窘况，那多半是程序本身的设计出了问题，此时最应该做的是回头重新思考和修改程序的结构与实现，而不是急着穷尽技巧来给错误的设计打补丁。

http://blog.csdn.net/wingfiring/article/details/498242

http://docs.linuxtone.org/ebooks/C&CPP/c/ch03s04.html

http://coolshell.cn/articles/10115.html

静态变量的初始化时机：

全局变量、文件域的静态变量和类的静态成员变量在main执行之前的静态初始化过程中分配内存并初始化；局部静态变量（一般为函数内的静态变量）在第一次使用时分配内存并初始化。这里的变量包含内置数据类型和自定义类型的对象。

静态变量的作用域是当前源文件，全局变量的作用域是整个可执行程序。值得注意的是：

如果在头文件定义全局变量，在预编译期间#include的头文件会被拷贝进源文件中，编译器是不知道头文件的。
虽然全局变量是全局作用域，但需要extern关键字来声明以通过编译。因为C++是强类型语言，编译时需要根据变量声明做类型检查。

非静态的局部变量：生存周期只是在函数调用期间，函数调用结束就结束了，下一次调用需要重新分配空间和重新初始化。

全局变量和静态变量都是存储在全局数据区。全局变量和静态变量如果没有手工初始化，则由编译器初始化为0。局部变量的值不可知。

代码区

全局数据区

堆区

栈区

不要写依靠于初始化顺序的代码，在多线程环境中可能会出问题。

static作用（修饰函数、局部变量、全局变量）

在C语言中，static的字面意思很容易把我们导入歧途，其实它的作用有三条。

（1）先来介绍它的第一条也是最重要的一条：隐藏。

当我们同时编译多个文件时，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。为理解这句话，我举例来说明。我们要同时编译两个源文件，一个是a.c，另一个是main.c。

下面是a.c的内容

char a = 'A'; // global variable
void msg()
{
printf("Hello\n");
}

下面是main.c的内容

int main(void)
{
    extern char a;    // extern variable must be declared before use
    printf("%c ", a);
    (void)msg();
    return 0;
}

程序的运行结果是：

A Hello

你可能会问：为什么在a.c中定义的全局变量a和函数msg能在main.c中使用？前面说过，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性，其它的源文件也能访问。此例中，a是全局变量，msg是函数，并且都没有加static前缀，因此对于另外的源文件main.c是可见的。

如果加了static，就会对其它源文件隐藏。例如在a和msg的定义前加上static，main.c就看不到它们了。利用这一特性可以在不同的文件中定义同名函数和同名变量，而不必担心命名冲突。Static可以用作函数和变量的前缀，对于函数来讲，static的作用仅限于隐藏，而对于变量，static还有下面两个作用。

（2）static的第二个作用是保持变量内容的持久。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区：全局变量和static变量，只不过和全局变量比起来，static可以控制变量的可见范围，说到底static还是用来隐藏的。虽然这种用法不常见，但我还是举一个例子。

#include

int fun(void){
    static int count = 10;    // 事实上此赋值语句从来没有执行过
    return count--;
}

int count = 1;

int main(void)
{
    printf("global\t\tlocal static\n");
    for(; count <= 10; ++count)
        printf("%d\t\t%d\n", count, fun());

    return 0;
}

程序的运行结果是：

global local static

1 10

2 9

3 8

4 7

5 6

6 5

7 4

8 3

9 2

10 1

（3）static的第三个作用是默认初始化为0。其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00，某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。比如初始化一个稀疏矩阵，我们可以一个一个地把所有元素都置0，然后把不是0的几个元素赋值。如果定义成静态的，就省去了一开始置0的操作。再比如要把一个字符数组当字符串来用，但又觉得每次在字符数组末尾加’\0’太麻烦。如果把字符串定义成静态的，就省去了这个麻烦，因为那里本来就是’\0’。不妨做个小实验验证一下。

#include

int a;

int main(void)
{
    int i;
    static char str[10];

    printf("integer: %d;  string: (begin)%s(end)", a, str);

    return 0;
}

程序的运行结果如下

integer: 0; string: (begin)(end)

最后对static的三条作用做一句话总结。首先static的最主要功能是隐藏，其次因为static变量存放在静态存储区，所以它具备持久性和默认值0。

以上内容出自博客园Mr. Write之手，写的相当清晰易懂，存档方便复习。原文地址：http://www.cnblogs.com/dc10101/archive/2007/08/22/865556.html

下面是中兴通讯2012校招笔试题的一道问答题：

1. static全局变量与普通的全局变量有什么区别 ?

　　全局变量(外部变量)的说明之前再冠以static 就构成了静态的全局变量。

　　全局变量本身就是静态存储方式，静态全局变量当然也是静态存储方式。这两者在存储方式上并无不同。

　　这两者的区别在于非静态全局变量的作用域是整个源程序，当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。而静态全局变量则限制了其作用域，即只在定义该变量的源文件内有效，在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其它源文件中引起错误。

　　static全局变量只初使化一次，防止在其他文件单元中被引用; 　

2. static局部变量和普通局部变量有什么区别？

　　把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式即改变了它的生存期。把全局变量改变为静态变量后是改变了它的作用域，限制了它的使用范围。

　　static局部变量只被初始化一次，下一次依据上一次结果值；　

3. static函数与普通函数有什么区别？

　　 static函数与普通函数作用域不同,仅在本文件。只在当前源文件中使用的函数应该说明为内部函数(static修饰的函数)，内部函数应该在当前源文件中说明和定义。对于可在当前源文件以外使用的函数，应该在一个头文件中说明，要使用这些函数的源文件要包含这个头文件.

　　static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝

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C/C++中全局变量，静态局部变量，局部变量的初始化问题

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什么时候初始化

初始化的顺序

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