在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、*存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
堆和栈的区别:
一、预备知识——程序的内存分配
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:
1、栈区(stack)——由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)—— 一般由程序员分配(如new、malloc)和释放(delete,free), 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,但这样会导致内存泄露,严重的导致系统崩溃, 如一个程序是长期运行的,申请的变量永远都得不到释放,系统内存会耗尽。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3、全局区(静态区)(static)——全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 程序结束后由系统释放。
4、文字常量区 —— 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放 。
5、程序代码区 —— 存放函数体的二进制代码。
堆区就就是就是存放new出来的变量的
1.从作用域看:
C++变量根据定义的位置的不同的生命周期,具有不同的作用域,作用域可分为6种:
1、全局变量具有全局作用域。全局变量只需在一个源文件中定义,就可以作用于所有的源文件。当然,其他不包含全局变量定义的源文件需要用extern关键字再次声明这个全局变量。
2、静态局部变量具有局部作用域,它只被初始化一次,自从第一次被初始化直到程序运行结束都一直存在,它和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的,而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见。
3、局部变量也只有局部作用域,它是自动对象(auto),它在程序运行期间不是一直存在,而是只在函数执行期间存在,函数的一次调用执行结束后,变量被撤销,其所占用的内存也被收回。
4、静态全局变量也具有全局作用域,它与全局变量的区别在于如果程序包含多个文件的话,它作用于定义它的文件里,不能作用到其它文件里,即被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。这样即使两个不同的源文件都定义了相同名字的静态全局变量,它们也是不同的变量。(考虑一个文件定义全局变量,一个文件定义静态全局变量,名字相同)
静态存储:静态存储变量通常是在变量定义时就分定存储单元并一直保持不变,直至整个程序结束。静态变量,全局动态变量都是静态存储
动态存储:动态存储变量是在程序执行过程中,使用它时才分配存储单元,使用完毕立即释放
2.从分配内存空间看:
1、全局变量,静态局部变量,静态全局变量都在静态存储区分配空间,而局部变量在栈里分配空间
2、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。这两者的区别虽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。
1)全局变量、静态全局变量以及静态局部变量都会被放在程序的静态数据存储区(全局可见)中,这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是它们与堆变量、堆变量的区别。
2)静态变量(包括静态局部变量和静态全局变量)用static告知编译器,自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。
从以上分析可以看出,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。因此static这个说明符在不同的地方所起的作用是不同的。应予以注意。
Tips:
A.若全局变量仅在单个C文件中访问,则可以将这个变量修改为静态全局变量,以降低模块间的耦合度;
B.若全局变量仅由单个函数访问,则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量,以降低模块间的耦合度;
C.设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时,需要考虑重入问题,因为他们都放在静态数据存储区,全局可见;
D.如果我们需要一个可重入的函数,那么,我们一定要避免函数中使用static变量(这样的函数被称为:带“内部存储器”功能的的函数)
E.函数中必须要使用static变量情况:比如当某函数的返回值为指针类型时,则必须是static的局部变量的地址作为返回值,若为auto类型,则返回为错指针。
静态变量和动态变量使用案例,参考:https://blog.csdn.net/qq_33757398/article/details/81365475