## C语言各种变量类型应用 [TOC] ### static 定义全局变量 > 定义好的变量引用的时候都是可执行的 ~~~C int main(){ void fun(); for(int i=0;i<3;i++) fun(); return 0; } void fun(){ int i=0; static int static_i = 0; // 全局调用 printf("%d=", i); printf("%d\n", static_i); i++; static_i++; } 结果：i= 0、0、 0 static_i=0、1、2 ~~~ ~~~ int main(){ int num=2; for(int i=0;i<3;i++){ printf("原始num=%d\n", num); num++; { static int num=1; // 内部调用 printf("static的num=%d\n", num); num++; } } return 0; } 结果：num=2、3、4 static num=1、2、3 ~~~ ### auto 定义局部变量 > 定义的局部变量不受外部变量的影响 ~~~ int main() { int num=2; for(int i=0;i<3;i++){ printf("num变量为%d\n", num); num++; { auto int num=1; // 局部变量局部使用 printf("auto变量num=%d\n", num); num++; } } return 0; } 结果： num=2、3、4 auto num=1、1、1 ~~~ ### external外链属性 > C语言3种链接属性: 外部（external）, 内部(internal)，无设置(none) > C语言中有3种链接属性: 外部（external）, 内部(internal)，无设置(none) > 外部（external）： 使用extern关键字 > 内部(internal): 使用static关键字 ~~~ int a,b,c; // external 属性 void add(){ int a=3; c=a+b; } int main() { a=b=4; add(); printf("c=%d\n", c); return 0; } 结果： c=7 ~~~ ### register变量（涉及内存CPU） > 一般情况下，变量的值是存储在内存中的，CPU 每次使用数据都要从内存中读取。如果有一些变量使用非常频繁，从内存中读取就会消耗很多时间，例如 for 循环中的增量控制： ~~~ int i; for(i=0; i<1000; i++){ // Some Code } ~~~ > 执行这段代码，CPU 为了获得 i，会读取 1000 次内存。 #### 解决思路： > 为了解决这个问题，可以将使用频繁的变量放在CPU的通用寄存器中，这样使用该变量时就不必访问内存，直接从寄存器中读取，大大提高程序的运行效率。 #### 寄存器、缓存、内存 > 为了加深对 register 变量的理解，这里有必要讲一下CPU寄存器。 > 按照与CPU的远近来分，离CPU最近的是寄存器，然后是缓存，最后是内存。 > 寄存器是最贴近CPU的，而且CPU只在寄存器中进行存取。寄存的意思是暂时存放数据，不用每次都从内存中取，它是一个临时的存放数据的空间。 > 而寄存器的数据又来源于内存，于是 CPU <-- 寄存器 <-- 内存，这就是它们之间的信息交换。 > 那么为什么还需要缓存呢？因为如果频繁地操作内存中同一地址上的数据会影响速度，于是就在寄存器和内存之间设置一个缓存，把使用频繁的数据暂时保存到缓存，如果寄存器需要读取内存中同一地址上的数据，就不用大老远地再去访问内存，直接从缓存中读取即可。 > 缓存的速度远高于内存，价格也是如此。 > 注意：缓存的容量是有限的，寄存器只能从缓存中读取到部分数据，对于使用不是很频繁的数据，会绕过缓存，直接到内存中读取。所以不是每次都能从缓存中得到数据，这就是缓存的命中率，能够从缓存中读取就命中，否则就没命中。 > 关于缓存的命中率又是一门学问，哪些数据保留在缓存，哪些数据不保留，都有复杂的算法。 > > 注意：上面所说的CPU是指CPU核心，从市场上购买的CPU已是封装好的套件，附带了寄存器和缓存，插到主板上就可以用。 关于寄存器变量有以下事项需要注意： * 1) 为寄存器变量分配寄存器是动态完成的，因此，只有局部变量和形式参数才能定义为寄存器变量。 * 2) 局部静态变量不能定义为寄存器变量，因为一个变量只能声明为一种存储类别。 * 3) 寄存器的长度一般和机器的字长一致，所以，只有较短的类型如int、char、short等才适合定义为寄存器变量，诸如double等较大的类型，不推荐将其定义为寄存器类型。 * 4) CPU的寄存器数目有限，因此，即使定义了寄存器变量，编译器可能并不真正为其分配寄存器，而是将其当做普通的auto变量来对待，为其分配栈内存。当然，有些优秀的编译器，能自动识别使用频繁的变量，如循环控制变量等，在有可用的寄存器时，即使没有使用 register 关键字，也自动为其分配寄存器，无须由程序员来指定。