C语言复习篇之存储类、链接和内存管理

存储类、链接和内存管理

        对存储类、内存管理这方面的学习，能够让我们更加的理解程序的一个运行过程，理解程序在运行中的具体机制和它的实现方法。虽然对于写代码本身并没有太大的帮助，但是它能够使得我们更好的理解程序，更容易去判断程序是否能按我们的意愿来实现，或者说让我们纠错更容易的知道是哪里出了问题。

 当然，复习的第一步依然是概念：

1.存储类型

C语言中的存储类型有下面几个关键字：auto、static、register、extern。

auto：自动存储类，由系统自动分配栈存储空间，用户不用操心。这种类型的变量是局部于某个程序范围内的，只能在某个程序范围内使用，一般在函数体内，定义变量的缺省方式就是属于auto类变量。

static：静态存储类，既可以在函数体外也可以在函数体内定义，它在内存中是以固定地址存放的，在整个程序的运行过程中它都不会消失，并且static类型的变量只被初始化一次，且变量的值具有继承性。举个例子：

1. void func(void)  
2. {  
3.      int i = 0;  
4.      i += 1;  
5.      printf("%d\n",i);   
6. }  
7.  
8. int main(void)  
9. {  
10.      func();  
11.      func();  
12.      func();  
13.      return 0;  
14. } 

运行结果：1,1,1

但是如果定义是这样的：static int i = 0；结果就不一样了，变成了1,2,3 。我们可以看到加了static关键字之后，每次调用函数func不会重复赋值而是延续上次运算的结果。

register：寄存器存储类型，这种类型是比较牛的，因为不是你写了register关键字它就会变成寄存器类型的变量，这是要看“心情”的，若是“心情”不好就会直接降级成为auto型变量。我们知道寄存器内运行速度是很快的，所以资源就比较宝贵，你定义了这样一个变量之后，编译器会自动判断是否需要满足你。因此对于寄存器变量的定义一般是使用频率比较高的变量。

extern：外部存储类型，用于外部变量的声明，它的作用范围是从定义开始到程序运行结束，它对于变量的类型和值是没有改变的权限的，因为extern关键字是用于声明而不是定义。

2.作用域

代码块作用域：在代码块中（{.....}之内的变量）定义的变量的作用的范围。如：局部变量，static局部变量。

函数原型作用域：函数声明（int fun(int x),小括号内的范围）使用变量作用的范围。

文件作用域：在所有函数之外定义的变量的作用的范围，又分为本文件作用域（全局变量static，函数static）和多文件作用域（全局变量和函数）。

3.链接

链接类型其实是和作用域对应起来的。

空链接：具有代码块作用域和函数作用域的变量是空链接。

内部链接：具有文件作用域的变量，它可以在一个文件的任何地方使用。

外部链接：具有文件作用域的变量，它可以在一个多文件程序的任何地方使用。

4.存储期

静态存储期，从变量定义开始到整个程序运行结束。

自动存储期：栈里定义的变量（由系统分配维护），程序进入这些变量的代码块时，将为这些变量分配内存，退出时释放内存。

动态存储期：堆里定义的变量，用户自己定义，malloc( )开始到free ( )或者退出代码块结束。

下面的总结和一个例子：

1. int a;  //全局变量，静态存储期，外部链接，多文件作用域  
2. static int b;  //全局变量，静态存储期，内部链接，本文件作用域  
3. void fun(void)  
4. {  
5.      int x;  //局部变量，自动存储期，空链接，代码块作用域  
6.      static int y; //局部变量，静态存储期，空链接，代码块作用域  
7. }  
8. int main(void)  
9. {  
10.      ....  
11.      ....  
12.      return 0  
13. } 

代码分析比较：

1. A: B:
2. int main(void) int main(void)
3. { {
4. char *p = "abcdefg"; char p[]="abcdefg";
5. *p = ‘x’; *p = ‘x’;
6. printf("%s\n",p); printf("%s\n",p);
7. return 0; return 0;
8. } }
10. //A 错误，B正确。

以上代码为什么会有这样的结果呢？这就是一个存储位置的问题了，代码A中字符串“abcdefg”存储于常量区只读数据段，因此是不能改变它的，试图改变它的结果只有一个段错误；而代码B就不同了，数组元素是在栈中分配内存的，可以进行改变等操作。

网上下载的两个图表：