📄 教学--第十五章 存储类型、作用域、可见性和生存期.htm
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<P>占用内存的大小：这些数据都必须有已知，且固定的大小，比如一个int变量，大小是4个字节，一个char类型，大小是1个字节。为什么必须这样？因为如果这个数据可以占用的大小是未定的，那么，程序就不可能为自动分配内存。</P>
<P>初始化：就是这个变量最开始的值是什么？放在数据区里的数据，可以是程序员用代码初始化，比如：</P>
<P>int a = 100;</P>
<P>这样，a的值按你意思去办，并初始化为100；但如果你没有写初始的代码，如：</P>
<P>int a;</P>
<P>那么，数据区内的数据将被初始化为全是0。</P>
<P> </P>
<P>第二、放入堆区的数据。</P>
<P>生存期：堆内的数据什么时候“生（分配内存）”，什么时候“死（释放内存）”，由程序员决定。</P>
<P>谁负责生死：当然就是程序员了。C++里，有专门的函数或操作符来为堆里的变量分配或释放内存。程序员通过写这些代码来在需要时，让某个堆里的变量“生”，不需要时，让它“死”。</P>
<P>占用内存的大小：堆里的数据占用的内存可以是固定的，也可以是可变的。这就是C,C++里最强大也最难学的内容：“指针”所要做事。</P>
<P>初始化：由程序员完成。如果程序员不给它初始值，则它的值是未定的。</P>
<P> </P>
<P>由于程序员掌握着堆区内的数据的“生死大权”，并且决定着该数据占用多少内存。所以在写程序时，必须特别注意这些数据。一不小心就会出错。比如一个数据还没有分配内存呢，你就要使用它，就会出错。更常见的是，一个数据，你为它分配了内存，可是却始终没有为替它释放内存，那样就会造成“内存泄漏”。就算你的程序都退出了，这个数据依然可能“阴魂不散”地占用着内存。</P>
<P>第三、放入栈区的数据。</P>
<P>生存期：对比前面的两种，数据区里数据具有永久的生存期，而堆里的数据的生存期算是“临时”的。需要了，程序员写代码产生；不需要了，又由程序员写代码释放。在程序员，临时才需要变量非常多，如果每个变量都由程序员来负责产生、释放，那程序员岂不很累？并且很危险（万一忘了释放哪个大块头的家伙....)。所以，必须有一种机制可以让程序自已来产生和释放某些临时变量。所以，放入堆区的数据是只有程序员才能决定的何时需要，何时不需的临时数据，而栈区数据则是编译器就能决定是否需要的临时数据。
当然，要想让编译器能知道数据什么时候需要，什么时候不需要，就必须做一种约定。这正是我们现在讲的“生存期”的语法内容。</P>
<P>谁负责生死：程序（和数据区的一样）。</P>
<P>占用内存的大小：固定大小（和数据区的一样）。</P>
<P>初始化：由程序员完成。如果程序员不给它初始值，则它的值是未定的(和堆区的一样)。</P>
<P> </P>
<P>下面是三个区加上代码区的分布示意图：</P>
<P><IMG height=264 src="教学--第十五章 存储类型、作用域、可见性和生存期.files/ls15.h12.gif"
width=150 border=0></P>
<P> </P>
<P>现在，我们也比较好回答前面的问题：“为什么存放数据的内存需要分成三个区域”?原因正在于程序所要用到的数据具有不同的生存期要求，所以编译器把它们分别放到不同空间，好方便实现要求。</P>
<P> </P>
<P>生存期和作用域的关系是：如果一个变量已经没有了生存期，那么自然它也就没了有作用域。但反过来，如果一个变量出了它的作用域，它并不一定就失去了生存期。典型的如函数内的静态数据，下面会讲到。</P>
<P> </P>
<H4><A name=15.3.2>15.3.2</A> 动态生存期</H4>
<P> </P>
<P>就是放在“堆区”的数据。这些数据是在程序运行到某一处时，由程序员写的代码动态产生；后面又由程序员写的代码进行释放。我们现在还没有学习如何为变量（指针变量）分配和释放的内存的知识。</P>
<P> </P>
<H4><A name=15.3.3>15.3.3</A> 局部生存期</H4>
<P> </P>
<P>这里的局部和前面讲“局部作用域”一致，都是指“<B>一对{}括起来的代码范围</B>”。</P>
<P>请看下面代码，并思考问题：</P>
<P> </P>
<P>//从前，有一个函数……</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> //函数内，有一个局部变量……</P>
<P> int a;</P>
<P> </P>
<P> cout << a << endl; </P>
<P> </P>
<P> a = 100;</P>
<P>}</P>
<P> </P>
<P>//看清楚了，上面输出 a 的值的语句， 位于给a赋值之前！</P>
<P>//然后，下面的代码是两次调用这个函数：</P>
<P>...</P>
<P>func();</P>
<P>func();</P>
<P>...</P>
<P>第一次调用，我们知道屏幕肯定是要输出一个莫名其妙的数，因未初始化的局部变量，其值是不定的。我们以前讲变量时，就做过实例。现在，这里的变量a被输出后，我们让赋于它100。再接下来，我们又调用了一次函数func();请问这回输出的值，是100呢？或者仍然是莫名其妙的数？</P>
<P> </P>
<P>大家打开CB，把这个例子做做。注意，动手生成一个空白的控制台工程后，调用func()的那两行代码，要放到主函数main()内，形如：</P>
<P>……</P>
<P>int main(int argc, char* argv[])</P>
<P>{</P>
<P> func();</P>
<P> func();</P>
<P> </P>
<P> ……</P>
<P>}</P>
<P> </P>
<P> </P>
<P>正确答案应该是：“仍然是莫名其妙的数”。尽管在第一次调用时func()时，局部变量最后被赋值为100；但很可惜，出了函数这个作用域，a
立即就死掉了……第二次再调用函数func()时，那个像个a投胎转世的婴儿，一切又重新开始……它又是一个没有被赋值的的变量了。</P>
<P> </P>
<P>请大家把本例中的变量a改为全局变量，并且在函数func()的定义之前定义。再试一试。</P>
<P> </P>
<H4><A name=15.3.4>15.3.4</A> 静态生存期</H4>
<P> </P>
<P>就是放在“数据区”里的数据。程序一运行时，它们就开始存在；程序结束后，它们自动消亡。</P>
<P>这里讲的“静态”，和前面的“静态存储类型”不是一个意思。（老师，我忘了什么叫“静态存储类型”？呵，这有可能，本章的内容互相都有些关联和相似，大家多看几遍本章，最主要是课程让你动手的地儿，你就动手做，正所谓“该出手时就出手手……”）。</P>
<P>“静态存储类型”是指：一个全局变量，它被加上static之后，就只能在本文件内使用，别的文件不能通过加extern的声明来使用它。</P>
<P>“静态生存期“是指：一个变量，它仅仅产生和消亡一次（即在程序运行时产生，在程序退时消亡），而不像“动态生存期”或“局部生存期”那样可以生生死死，不断“投胎转世”。</P>
<P> </P>
<P>下面的代码演示了“静态生存期”和“局部生存期”变量的不同。请你看完以后，回答问题。</P>
<P> </P>
<P>#include <iostream.h></P>
<P> </P>
<P>//定义，声明一个全局变量：</P>
<P>int a;</P>
<P> </P>
<P>//声明一个函数,定义在后面</P>
<P>void func();</P>
<P> </P>
<P>int main(int argc, char* argv[])</P>
<P>{</P>
<P> int b = 100;</P>
<P> </P>
<P> a = 10;</P>
<P> cout << a << end;</P>
<P> cout << b << end;</P>
<P> </P>
<P> //调用函数func：</P>
<P> func();</P>
<P>}</P>
<P> </P>
<P>//func()的定义：</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> cout << a << endl;</P>
<P> cout << b << endl;</P>
<P>}</P>
<P> </P>
<P>哪里有错呢？请大家想想，试试。</P>
<P> </P>
<H4><A name=15.3.5>15.3.5</A> 局部静态变量</H4>
<P> </P>
<P>//从前，有一个函数……</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> //函数内，有一个局部变量……</P>
<P> int a;</P>
<P> </P>
<P> cout << a << endl; </P>
<P> </P>
<P> a = 100;</P>
<P>}</P>
<P> </P>
<P>//调用两次：</P>
<P>func();</P>
<P>func();</P>
<P> </P>
<P>同样是这个例子，我们只是要把 int a 之前加上一个 static 关键字：</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> //函数内，有一个<B>局部静态变量</B>……</P>
<P> <B>static</B> int a;</P>
<P> </P>
<P> cout << a << endl; </P>
<P> </P>
<P> a = 100;</P>
<P>}</P>
<P>...</P>
<P>func();</P>
<P>func();</P>
<P>...</P>
<P> </P>
<P>我们要问的也是同样一个问题：第二次调用 func()后，输出的 a 值是多少？</P>
<P>这回答案是：输出的值是100。</P>
<P>这就是局部静态变量的特殊之处：尽管出了函数的作用域之后，变量已经不可见，并且也失去了作用。但是，它仍然存在着！并且保留着它最后的值。因此，它也是静态生存期。它也只在程序结束之后，才失去生存期。</P>
<P>上面讲的是局部静态变量“死”的问题，它也只“死”一次，对应地，显然它也只能“生”一次。</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> <B>static</B> int a = 30;
//在定义时，同时初始化该局部静态变量为30。</P>
<P> </P>
<P> cout << a << endl; </P>
<P> </P>
<P> a = 100;</P>
<P>}</P>
<P>...</P>
<P>func();</P>
<P>func();</P>
<P>...</P>
<P> </P>
<P>这回要问的是第一次调用func()时，输出的是什么？第二次呢？</P>
<P>答案：第一次输出30，第二次输出100，以后若有第三次，第四次，也是输出100。这就是说，初始化：static int =
30；这一句，仅被执行一次！</P>
<P> </P>
<P>好，假如代码是这样子呢?</P>
<P>void func()</P>
<P>{</P>
<P> <B> static</B> int a;</P>
<P><B> a = 30;</B> //改成不是在定义时同时初始化</P>
<P> </P>
<P> cout << a << endl; </P>
<P> </P>
<P> a = 100;</P>
<P>}</P>
<P>...</P>
<P>func();</P>
<P>func();</P>
<P>...</P>
<P> </P>
<P>请回答我，这回，两次调用func()分别输出什么？</P>
<P> </P>
<P>有关内存的堆、栈内容，最近我曾在CSDN上做过回答。大家如有兴趣，不妨去看看。（别忘了，我叫“nanyu”）。要学习编程，<A
href="http://www.csdn.net/"
target=_blank>CSDN</A>是不错的地方。大家有空常去(最好注册个ID)。我因为太忙，去不了几次。</P>
<P><A
href="http://expert.csdn.net/Expert/topic/1255/1255577.xml?temp=.1724665"
target=_blank>http://expert.csdn.net/Expert/topic/1255/1255577.xml?temp=.1724665</A></P>
<P> </P>
<H3><A name=15.4>15.4</A> 对前15章的一点小结</H3>
<P> </P>
<P>一般教材用6或7章的内容，我们扩展成15章。大家可能嫌我讲得太慢。这我承认。哎，我的事情太多了。特别是最近这一段时间，先是笔者得了肾结石，剧痛了一夜最后住入医院，接着是我的宝宝发高烧，我在医院里守了一宿，未料到我的爱人接着也
得上医院……可恨的是电信局里不知哪个家伙一时兴起，来个什么“改线”，改来改去也不知改错了什么，我的ASDL就一断数天……幸好我天天打电话免费（不，是倒贴电话费
啊）为他们培训什么叫ADSL。（其实我也不懂，不过我总得旁敲侧击地暗示他们，“你们是不是动了什么啊？好好想想？再想想？”，哎，总的来说，他们的客户服务态度还是很好的……）。</P>
<P> </P>
<P>不管怎样，在此我向所有付费报名的学员致歉。</P>
<P> </P>
<P>这15章的内容，属于C,C++的基础知识，其中有些更是基础中基础。从第16章（数组）开始，就开始中级或高级的内容了。这些新的内容都有一个特点：都和内存地址有着千丝万缕的关系。所以大家有时间抓紧把前面的都复习中，其中犹其是要把我讲到的，有关“变量和内存”关系，全部重新消化一遍。</P>
<P> </P>
<P>明天就是冬至了。圣诞节即到，在此我向大家问个节日快乐，并感谢早早给我发来贺卡的几位同学。</P>
<P> </P>
<P>更重要的是春节即将到来，但愿我们能在春节前学完C++。然后一起向更为精彩的 Windows编程世界出发。</P>
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<TR>
<TD height=103>
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