C++ 存储类

在本文中,您将了解 C++ 中的不同存储类。即:局部、全局、静态局部、寄存器和线程局部。

C++ 中的每个变量都有两个特性:数据类型和存储类。

数据类型指定可以存储在变量中的数据类型。例如: intfloatchar 等。

存储类控制变量的两个不同属性:生存期(确定变量可以存在多长时间)和范围(确定程序的哪个部分可以访问它)。

根据变量的存储类别,它可以分为 4 种主要类型:

局部变量
在函数内部定义的变量。局部变量的作用域和声明周仅限于定义它的函数。
全局变量
在所有函数之外定义的变量。全局变量的作用域是整个程序。
静态局部变量
使用 static 关键字在函数内部定义的变量。它的作用域是定义它的函数,但是它的生命周期是整个程序。
寄存器变量
关键字 register 用于指定寄存器变量。C++ 11 已弃用。
线程本地存储
关键字 thread_local 定义的变量。在每个线程中都有一个副本。

局部变量

在函数内部定义的变量(在函数体内部大括号之间定义)称为局部变量或自动变量。

它的作用域仅限于定义它的函数。简单来说,局部变量存在并且只能在函数内部访问。

当函数退出时,局部变量的生命周期结束(它被销毁)。

示例 1:局部变量

#include <iostream>
using namespace std;

void test();

int main()
{
    // main() 中的局部变量
    int var = 5;

    test();

    // 错误的: var1 不在 main() 中定义的
    var1 = 9;
}

void test()
{
    // test 中的局部变量
    int var1;
    var1 = 6;

    // 错误的: test() 内部不能使用 var
    cout << var;
}

变量 var 不能用于 test() 内部; var1 不能在 main() 函数内部使用。

关键字 auto 之前也用于定义局部变量: auto int var;

但是,在 C++11 之后 auto 有不同的含义,不应用于定义局部变量。

全局变量

如果在所有函数之外定义了一个变量,则它被称为全局变量。

全局变量的作用域是整个程序。这意味着,它可以在声明后在程序的任何部分使用和更改。

同样,它的生命也只有在程序结束时才结束。

示例 2:全局变量

#include <iostream>
using namespace std;

// 声明全局变量
int c = 12;

void test();

int main()
{
    ++c;

    // Outputs 13
    cout << c <<endl;
    test();

    return 0;
}

void test()
{
    ++c;

    // Outputs 14
    cout << c;
}

输出

13
14

在上面的程序中, c 是一个全局变量。这个变量对函数 main()test() 都是可见的。

静态局部变量

关键字 static 用于指定静态变量。例如:

... .. ...
int main()
{
   static float a;
   ... .. ...
}

静态局部变量仅存在于声明它的函数内(类似于局部变量),但其生命周期从函数被调用时开始,并仅在程序结束时结束。

局部变量和静态变量的主要区别在于,静态变量的值在程序结束时保持不变。

示例 3:静态局部变量

#include <iostream>
using namespace std;

void test()
{
    // var is a static variable
    static int var = 0;
    ++var;

    cout << var << endl;
}

int main()
{

    test();
    test();

    return 0;
}

输出

1
2

在上面的程序中, test() 函数被调用了 2 次。

在第一次调用期间,变量 var 声明为静态变量并初始化为 0。然后将 1 加到 var,并将它显示在屏幕上。此时输出 1

当函数 test() 返回时,变量 var 仍然存在,因为它是一个静态变量。

在第二次函数调用期间, var 变量不会被重复建造。然后将 1 加到 var,并将它显示在屏幕上。此时输出 2

如果 var 未指定为静态变量,则上述程序的输出

1
1

寄存器变量(在 C++11 中已弃用)

关键字 register 用于指定寄存器变量。

寄存器变量类似于自动变量,仅存在于特定函数中。它应该比局部变量更快。

如果程序遇到寄存器变量,它会将变量存储在处理器的寄存器中(如果可用),而不是内存中。这使它比局部变量更快。

但是,此关键字在 C++ 11 中已弃用,不应使用。

线程本地存储

线程局部存储是一种分配变量的机制,这样每个现存线程就有一个变量实例。

关键字 thread_local 用于此目的。