## C語言各種變量類型應用 [TOC] ### static 定義全局變量 > 定義好的變量引用的時候都是可執行的 ~~~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; // 全局調用 printf("%d=", i); printf("%d\n", static_i); i++; static_i++; } 結果：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; // 內部調用 printf("static的num=%d\n", num); num++; } } return 0; } 結果：num=2、3、4 static num=1、2、3 ~~~ ### auto 定義局部變量 > 定義的局部變量不受外部變量的影響 ~~~ int main() { int num=2; for(int i=0;i<3;i++){ printf("num變量為%d\n", num); num++; { auto int num=1; // 局部變量局部使用 printf("auto變量num=%d\n", num); num++; } } return 0; } 結果： num=2、3、4 auto num=1、1、1 ~~~ ### external外鏈屬性 > C語言3種鏈接屬性: 外部（external）, 內部(internal)，無設置(none) > C語言中有3種鏈接屬性: 外部（external）, 內部(internal)，無設置(none) > 外部（external）： 使用extern關鍵字 > 內部(internal): 使用static關鍵字 ~~~ int a,b,c; // external 屬性 void add(){ int a=3; c=a+b; } int main() { a=b=4; add(); printf("c=%d\n", c); return 0; } 結果： c=7 ~~~ ### register變量（涉及內存CPU） > 一般情況下，變量的值是存儲在內存中的，CPU 每次使用數據都要從內存中讀取。如果有一些變量使用非常頻繁，從內存中讀取就會消耗很多時間，例如 for 循環中的增量控制： ~~~ int i; for(i=0; i<1000; i++){ // Some Code } ~~~ > 執行這段代碼，CPU 為了獲得 i，會讀取 1000 次內存。 #### 解決思路： > 為了解決這個問題，可以將使用頻繁的變量放在CPU的通用寄存器中，這樣使用該變量時就不必訪問內存，直接從寄存器中讀取，大大提高程序的運行效率。 #### 寄存器、緩存、內存 > 為了加深對 register 變量的理解，這里有必要講一下CPU寄存器。 > 按照與CPU的遠近來分，離CPU最近的是寄存器，然后是緩存，最后是內存。 > 寄存器是最貼近CPU的，而且CPU只在寄存器中進行存取。寄存的意思是暫時存放數據，不用每次都從內存中取，它是一個臨時的存放數據的空間。 > 而寄存器的數據又來源于內存，于是 CPU <-- 寄存器 <-- 內存，這就是它們之間的信息交換。 > 那么為什么還需要緩存呢？因為如果頻繁地操作內存中同一地址上的數據會影響速度，于是就在寄存器和內存之間設置一個緩存，把使用頻繁的數據暫時保存到緩存，如果寄存器需要讀取內存中同一地址上的數據，就不用大老遠地再去訪問內存，直接從緩存中讀取即可。 > 緩存的速度遠高于內存，價格也是如此。 > 注意：緩存的容量是有限的，寄存器只能從緩存中讀取到部分數據，對于使用不是很頻繁的數據，會繞過緩存，直接到內存中讀取。所以不是每次都能從緩存中得到數據，這就是緩存的命中率，能夠從緩存中讀取就命中，否則就沒命中。 > 關于緩存的命中率又是一門學問，哪些數據保留在緩存，哪些數據不保留，都有復雜的算法。 > > 注意：上面所說的CPU是指CPU核心，從市場上購買的CPU已是封裝好的套件，附帶了寄存器和緩存，插到主板上就可以用。 關于寄存器變量有以下事項需要注意： * 1) 為寄存器變量分配寄存器是動態完成的，因此，只有局部變量和形式參數才能定義為寄存器變量。 * 2) 局部靜態變量不能定義為寄存器變量，因為一個變量只能聲明為一種存儲類別。 * 3) 寄存器的長度一般和機器的字長一致，所以，只有較短的類型如int、char、short等才適合定義為寄存器變量，諸如double等較大的類型，不推薦將其定義為寄存器類型。 * 4) CPU的寄存器數目有限，因此，即使定義了寄存器變量，編譯器可能并不真正為其分配寄存器，而是將其當做普通的auto變量來對待，為其分配棧內存。當然，有些優秀的編譯器，能自動識別使用頻繁的變量，如循環控制變量等，在有可用的寄存器時，即使沒有使用 register 關鍵字，也自動為其分配寄存器，無須由程序員來指定。