C++基礎知識篇：C++ 存儲類

存儲類定義 C++ 程序中變量/函數的範圍（可見性）和生命週期。這些說明符放置在它們所修飾的類型以前。下面列出 C++ 程序中可用的存儲類：

 

• auto
• register
• static
• extern
• mutable
• thread_local (C++11)

 

從 C++ 17 開始，auto 關鍵字再也不是 C++ 存儲類說明符，且 register 關鍵字被棄用。

 

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auto 存儲類

自 C++ 11 以來，auto 關鍵字用於兩種狀況：聲明變量時根據初始化表達式自動推斷該變量的類型、聲明函數時函數返回值的佔位符。

C++98標準中auto關鍵字用於自動變量的聲明，但因爲使用極少且多餘，在C++11中已刪除這一用法。

根據初始化表達式自動推斷被聲明的變量的類型，如：

auto f=3.14;      //double
auto s("hello");  //const char*
auto z = new auto(9); // int*
auto x1 = 5, x2 = 5.0, x3='r';//錯誤，必須是初始化爲同一類型

 

register 存儲類

register 存儲類用於定義存儲在寄存器中而不是 RAM 中的局部變量。這意味着變量的最大尺寸等於寄存器的大小（一般是一個詞），且不能對它應用一元的 '&' 運算符（由於它沒有內存位置）。

{
   register int  miles;
}

 

寄存器只用於須要快速訪問的變量，好比計數器。還應注意的是，定義 'register' 並不意味着變量將被存儲在寄存器中，它意味着變量可能存儲在寄存器中，這取決於硬件和實現的限制。

 

static 存儲類

static 存儲類指示編譯器在程序的生命週期內保持局部變量的存在，而不須要在每次它進入和離開做用域時進行建立和銷燬。所以，使用 static 修飾局部變量能夠在函數調用之間保持局部變量的值。

static 修飾符也能夠應用於全局變量。當 static 修飾全局變量時，會使變量的做用域限制在聲明它的文件內。

在 C++ 中，當 static 用在類數據成員上時，會致使僅有一個該成員的副本被類的全部對象共享。

 

實例

#include <iostream>
 
// 函數聲明 
void func(void);
 
static int count = 10; /* 全局變量 */
 
int main()
{
    while(count--)
    {
       func();
    }
    return 0;
}
// 函數定義
void func( void )
{
    static int i = 5; // 局部靜態變量
    i++;
    std::cout << "變量 i 爲 " << i ;
    std::cout << " , 變量 count 爲 " << count << std::endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

變量 i 爲 6 , 變量 count 爲 9
變量 i 爲 7 , 變量 count 爲 8
變量 i 爲 8 , 變量 count 爲 7
變量 i 爲 9 , 變量 count 爲 6
變量 i 爲 10 , 變量 count 爲 5
變量 i 爲 11 , 變量 count 爲 4
變量 i 爲 12 , 變量 count 爲 3
變量 i 爲 13 , 變量 count 爲 2
變量 i 爲 14 , 變量 count 爲 1
變量 i 爲 15 , 變量 count 爲 0

extern 存儲類

extern 存儲類用於提供一個全局變量的引用，全局變量對全部的程序文件都是可見的。當您使用 'extern' 時，對於沒法初始化的變量，會把變量名指向一個以前定義過的存儲位置。

當您有多個文件且定義了一個能夠在其餘文件中使用的全局變量或函數時，能夠在其餘文件中使用 extern 來獲得已定義的變量或函數的引用。能夠這麼理解，extern 是用來在另外一個文件中聲明一個全局變量或函數。

extern 修飾符一般用於當有兩個或多個文件共享相同的全局變量或函數的時候，以下所示：

第一個文件：main.cpp

實例

#include <iostream>
 
int count ;
extern void write_extern();
 
int main()
{
   count = 5;
   write_extern();
}

 

第二個文件：support.cpp

實例

#include <iostream>
 
extern int count;
 
void write_extern(void)
{
   std::cout << "Count is " << count << std::endl;
}

 

在這裏，第二個文件中的 extern 關鍵字用於聲明已經在第一個文件 main.cpp 中定義的 count。如今 ，編譯這兩個文件，以下所示：

$ g++ main.cpp support.cpp -o write

這會產生 write 可執行程序，嘗試執行 write，它會產生下列結果：

$ ./write
Count is 5

mutable 存儲類

mutable 說明符僅適用於類的對象，這將在本教程的最後進行講解。它容許對象的成員替代常量。也就是說，mutable 成員能夠經過 const 成員函數修改。

 

thread_local 存儲類

使用 thread_local 說明符聲明的變量僅可在它在其上建立的線程上訪問。變量在建立線程時建立，並在銷燬線程時銷燬。每一個線程都有其本身的變量副本。

 

thread_local 說明符能夠與 static 或 extern 合併。

能夠將 thread_local 僅應用於數據聲明和定義，thread_local 不能用於函數聲明或定義。

 

如下演示了能夠被聲明爲 thread_local 的變量：

thread_local int x;  // 命名空間下的全局變量
class X
{
    static thread_local std::string s; // 類的static成員變量
};
static thread_local std::string X::s;  // X::s 是須要定義的
 
void foo()
{
    thread_local std::vector<int> v;  // 本地變量