第5课

第5课 - 变量属性

1. C语言变量的属性

C语言中的变量可以拥有自己的属性。在定义变量时可以加上属性关键字，用来指明变量的特有意义。

语法：

　　property type var_name；

示例：

auto char i;
register int j;
static long k;
extern double m;

2. auto关键字

（1）auto属性关键字将被修饰的变量存储在栈上

（2）C编译器默认所有的局部变量都是auto属性的（auto是局部变量的默认属性），即局部变量存储在栈上

示例：

void f(){
   int i;        // 局部变量默认属性为auto
   auto int j;   // 显式声明局部变量为auto属性
}

3. register关键字

（1）register关键字请求编译器将局部变量存储于寄存器中，而不是内存中，以加快其存取速度，多用于修饰需要频繁使用的局部变量    

    ※※ register不能修饰全局变量

（2）不能使用 & 运算符获取register变量的地址，因为寄存器是没有地址的，只有内存才有地址

#include<stdio.h>

// register int g_v;   // 全局变量的生命周期从程序运行到程序结束，那么在整个过程中都要占用寄存器，但CPU寄存器的数量是有限的，长时间占用会影响CPU工作
                       // 因此不允许register修饰全局变量，register修饰全局变量编译器会直接报错，error！
int main()
{
    register char var;
    // printf("0x%08X
", &var)；  // 寄存器变量没有地址，编译报错，error！
    
    return 0;
}

（3）register只是请求寄存器变量，但不一定请求成功

（4）由于register修饰的变量存储在寄存器中，因此该变量必须是CPU寄存器可以接受的值

下面是libevent中一个拷贝字符串的函数，使用了register关键字

size_t event_strlcpy_(char *dst, const char *src, size_t size)
{
    register char *d = dst;
    register const char *s = src;
    register size_t n = size;

    /* Copy as many bytes as will fit */
    if (n != 0 && --n != 0) {
        do {
            if ((*d++ = *s++) == 0)
                break;
        } while (--n != 0);
    }

    /* Not enough room in dst, add NUL and traverse rest of src */
    if (n == 0) {
        if (size != 0)
            *d = '';      /* NUL-terminate dst */
        while (*s++)
            ;
    }

    return (s - src - 1);   /* count does not include NUL */
}

前面说了register可以加快局部变量的存取速度，可能不太直观，我们通过下面的例子直观的感受一下！   0.68s  VS  0.195s

     

4. static关键字

（1）static 关键字指明变量的"静态"属性，局部变量存储在程序静态区（普通的局部变量存储在栈上）

（2）sttaic关键字同时具有"作用域限定符"

• static修饰的全局变量，作用域是声明该变量的文件中，其它文件不能使用
• static修饰的函数，作用域是声明该函数的文件中，其它文件不能使用

#include <stdio.h>

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

【auto、register、static对比分析】

#include<stdio.h>

int f1()
{
    int r = 0;
    r++;

    return r;
}

int f2()
{
    static int r = 0; // 静态局部变量，只初始化一次
    r++;

    return r;
}

int main()
{
    auto int i = 0;      // 显式声明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

    // 两个变量在前面是相邻定义的，地址差别却非常之大，就是前者存储在栈上，后者存储在静态区
    printf("%p
", &i);   // 0x7ffd7784424c
    printf("%p
", &k);   // 0x601048
    // printf("%p
", &j);  // compile error，寄存器变量不能取地址

 
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%d
", f1());    // 1 1 1 1 1
    }
 
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%d
", f2());    // 1 2 3 4 5
    }

    return 0;
}

5. extern关键字

（1）extern 用于声明"外部"定义的变量和函数

• extern 变量在其它地方分配空间
• extern 函数在文其它地方定义

#include<stdio.h>

extern int g_i;  // 告诉编译器g_i在其它的地方定义

int main()
{
    printf("%d
", g_i);    // 先使用，后面链接时在其它地方再寻找

    return 0;
}

int g_i = 0;

（2）extern用于告诉编译器用C方式编译代码

       

【static和extern的使用】

// g.c

static int g_i;  // g_i只能在本文件中使用

int getI()
{
    return g_i;
}

// main.c

#include<stdio.h>

extern int getI(); // extern声明getI()是在其它地方定义的

int main()
{
    printf("%d
", getI());    // 0               

    return 0;
}