C++語法-存儲持續性、作用域和鏈接性

《C++ Primer Plus 第6版》第九章學習筆記

存儲持續性

自動存儲持續性：函數中聲明的變量；

靜態存儲持續性：函數外定義的變量和用static關鍵字定義的變量；

線程存儲持續性：thread_local聲明的變量，其聲明週期與所在線程相同；

動態存儲持續性：new運算符分配的內存，由delete運算符釋放，稱爲自由存儲或者堆（heap）。

 

作用域和鏈接性

作用域描述了名稱在文件（翻譯單元）的多大範圍內可見。

鏈接性描述了名稱如何在不同單元間共享。

當函數中有與全局變量相同名稱的變量（如var）時，函數中的變量會隱藏全局變量。在函數可以通過作用域解析運算符“::“訪問全局變量（如::var）。

//代碼片段
int num = 0;
void doNum()
{
    int num = 11;
    cout << "in doNum()" << endl;
    ::num+=1; //修改全局的num
    cout << "::num = " << ::num << endl; // 輸出全局num
    cout << "num=" << num << endl; // 輸出函數中的num
}

 

靜態持續變量

靜態持續變量有3種鏈接性：

• 外部鏈接性：可在其他文件中訪問，定義於代碼塊之外；

• 內部鏈接性：只能在當前文件中訪問，定義於代碼塊之外並且使用static限定符；

• 無鏈接性：只能在當前函數或者代碼塊中訪問，定義於代碼塊之內並且使用static限定符。

int global_var = 1; // 外部鏈接性
static int onefile_var = 2; //內部鏈接性
​
void foo()
{
    static int nolink_var = 3; //無鏈接性
}

所有靜態持續變量，如果沒有被初始化，則其所有位都被設置爲0，即零初始化（zero-initialized）。

每個使用外部變量的文件，都必須聲明該外部變量：要在多個文件中使用外部變量，只需要定義該變量一次，在其他使用該變量的文件中必須使用extern對其進行聲明。

注意：用extern聲明外部變量的時候，不要給其賦值，否則聲明就成了定義。

下面代碼演示兩個cpp文件：rgb_color.cpp中定義了外部鏈接性的靜態持續變量，在main.cpp中用extern聲明要用到的外部變量。

//rgb_color.cpp
int color_r = 0xff0000;
int color_g = 0x00ff00;
int color_b = 0x0000ff;

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
​
extern int color_r; //聲明外部變量
​
int main()
{
    cout << "Red:" << hex << color_r << endl;
    
    return 0;
}

在文件中使用static定義內部鏈接性的靜態變量後，在此語句之後的對應變量爲該變量，即隱藏了外部同名變量。如果在該語句之前定義了某個函數，且函數中使用extern聲明瞭同名的變量，則在該函數中會使用外部鏈接性的外部變量。

例如，將上面代碼中main.cpp修改如下：

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
​
extern int color_r;
​
int green()
{
    extern int color_g;//使用外部變量，即0x00ff00；
    return color_g;
}
​
// - start here, make a difference ...
static int color_g = 32; //定義內部鏈接性變量；
​
int green2()
{
    extern int color_g; //仍然使用內部鏈接性，即32
​
    return color_g;
}
​
int main()
{
    cout << "green() = " <<hex << green() << endl; // 0x00ff00
    cout << "Red:" << hex << color_r << endl;//0x20
    cout << "Green:"  << color_g << endl; //<< dec
    cout << "green() = " << green() << endl; // 0x00ff00
    cout << "green2() = " << green2() << endl; //0x20
    return 0;
}

在”static int color_g = 32; //定義內部鏈接性變量；“這一語句之後，color_g都爲32，即0x20，只有green函數中的是外部變量。

const限定符

在C++中，全局變量默認爲外部鏈接性，但const全局變量的鏈接性爲內部的。如果希望某個常量鏈接性爲外部，在定義的時候需要使用extern關鍵字，在其他使用該常量的文件中要用extern來對其進行聲明：

extern const int gloabal_const_data = 100;

函數鏈接性

默認情況下，函數的鏈接性爲外部，在要使用外部文件定義的函數的文件中，只需聲明該函數原型即可，extern關鍵字爲可選。

通過使用static關鍵字，可以將函數鏈接性設置爲內部，即只能在一個文件中使用。注意，聲明和定義中都要用static關鍵字。

語言鏈接性

C語言鏈接：extern "C"

C++語言鏈接：extern "C++"

以上兩者用在函數原型上，指定要使用的約定。