Лекция 9. Завершающие темы¶

Классы хранения¶

При объявлении переменных и функций используются специальные ключевые слова для обозначения классов хранения.

Классы хранения для переменных:

1. auto
2. static
3. register
4. extern

Классы хранения для функций:

1. static
2. extern

Область видимости¶

Различают следующие области видимости:

1. Блочная - в пределах фигурных скобок (блока).
2. Файловая - в пределах текущего файла.
3. Глобальная - вся программа.

Связывание¶

Виды связывания:

1. внешнее связывание;
2. внутреннее связывание;

Переменная может иметь один из двух видов связывания, а может и не иметь никакого связывания.

Внешнее связывание означает, что переменные и функции после компоновки текущего файла будут доступны во всех файлах программы.

Внутреннее связывание говорит о том, что объекты будут видны только внутри текущего файла.

К локальным переменным понятие связывания не применяется.

Итак,

• Переменные с блочной областью видимости НЕ имеют связывания.
• Переменные с файловой областью видимости могут иметь либо внешнее, либо внутреннее связывание.
• Переменная с внешним связыванием может быть доступна в любом месте многофайловой программы.
• Переменная с внутренним связыванием доступна только внутри текущего файла.

Длительность хранения¶

Существуют два вида длительности хранения:

1. статическая
2. автоматическая

• Статическая означает, что переменная существует в процессе выполнения всей программы (глобальное время жизни). Классы хранения extern,static определяют объекты с глобальным временем жизни.
• Автоматическая означает, что они начинают существовать при входе в блок, в котором объявлены, и прекращают существование при выходе из этого блока. Классы хранения auto,register определяют объекты с локальным временем жизни.

Класс хранения auto¶

Переменные относятся к автоматическому классу хранения если они объявлены внутри блока (внутри фигурных скобок) с ключевым словом auto или без ключевых слов и обладают следующими свойствами:

1. Автоматическая длительность хранения.
2. Блочная область видимости.
3. Отсутствие связывания.

int main()
{
   int val1;
   {
       int val2;
       {
           int val3;
           ...
        }
        ...
    }
    ...
}

Класс хранения auto¶

Переменная с классом памяти auto имеет локальное время жизни и видна только в блоке, в котором объявлена. Память для такой переменной выделяется при входе в блок и освобождается при выходе из блока. При повторном входе в блок этой переменной может быть выделен другой участок памяти.

Переменная с классом памяти auto автоматически не инициализируется. Она должна быть проинициализирована явно при объявлении путем присвоения ей начального значения. Значение неинициализированной переменной с классом памяти auto считается неопределенным.

Экранирование¶

‘Внутренняя’’ переменная экранирует ‘’внешнюю’‘, блокируя к ней доступ.

int value;
int main()
{
   int value;
   value=10;
   ...
}

int main()
{
   int value;
   {
      int value;
      value=10;
   }
   ...
}

Класс хранения register¶

Главное назначение этого класса хранения - сообщить компилятору о желании связывания значения целочисленной переменной со свободным регистром процессора в целях ускорения доступа к ней.

С появлением этапа оптимизации при компиляции роль register уменьшается.

Класс хранения static¶

Ключевое слово static может применяться:

• к переменным с блочной видимостью;
• к переменным с файловой видимостью;
• к функциям.

Если блочная переменная объявлена как static, то она имеет:

1. блочную область видимости;
2. отсутствие связывания;
3. статическую длительность хранения.

Значение такой переменной не теряется при выходе из блока.

Обычная локальная переменная,

теряющая значение при возвращении из функции.

int fun()
{
   int value=0;
   value++;
   ...
}

Статическая переменная,

сохраняющая значение при возвращении из функции.

int fun()
{
   static int value=0;
   value++;
   ...
}

Класс хранения texbf{static}¶

Если static применяется к файловой переменной, то она обладает следующими свойствами:

• файловой область видимости;
• внутреннее связывание;
• статическую длительность хранения.

int val1;        // на переменную можно ссылаться из других файлов
static int val2; // переменная "видна" только в текущем файле

int main()
{
 ...
}

Класс хранения static¶

Функции, объявленные с классом static, видимы только в пределах текущего файла.

file1.cpp

static int fun1()
{
}
int fun2()
{
   fun1();
}

file2.cpp

int fun1(); //Error!
int fun2(); //OK!
int main()
{
   fun2();  //OK!
   fun1();  //Error!
}

Класс хранения extern¶

Переменные, объявленные вне тела функции без использования static называются внешними. Они обладают следующими свойствами:

• файловая область видимости;
• внешнее связывание;
• статическая длительность хранения.

Внешнее связывание говорит о том, что на переменную можно ссылаться из других файлов, посредством ключевого слова extern. В этом случае переменная получает глобальную область видимости.

file1.c

short flag=0;
int fun1()
{
  flag=1;
}

file2.c

extern short flag;
int main()
{
   if(flag)
   ....
}

Класс хранения extern¶

Объявление переменной со спецификатором extern информирует компилятор о том, что память для переменной выделять не требуется, так как это выполнено где-то в другом месте программы.

Объявление с extern обычно размещают в начале файла для ссылки на внешние переменные, обявленные в других файлах. Но иногда можно встретить такое объявление и внутри функции:

int a;
int fun()
{
   extern int a;
}

В этом случае подразумевается ссылка на внешнюю переменную для функции fun (объявленную вне функции). Причём объявление переменной может находиться как выше fun, так и ниже по тексту.

Квалификатор volatile¶

Квалификатор volatile используется для указания переменной, которая может измениться независимо от программы (например другой программой).

Пример

В программу передаётся адрес глобальной переменной, содержащей текущее время, которое может изменяться независимо от работающей программы.

Данный квалификатор запрещает оптимизацию переменной.