C语言变量存储类别和内存四区

C语言是一门通用计算机编程语言，应用广泛。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。下面我们一起来看看C语言变量存储类别和内存四区的介绍，欢迎大家阅读！

　　变量存储类别

变量声明/定义的一般形式：

存储类别 数据类型 变量名

存储类别指的是数据在内存中存储的方法。存储方法分为静态存储和动态存储两大类。标准C语言为变量、常量和函数定义了4种存储类型：extern、auto、static、register。根据变量的存储类别，可以知道变量的作用域和存储期。这4种存储类型可分为两种生存期限：永久的(在整个程序执行期都存在)和临时的(暂时保存在堆栈和寄存器中)。extern和static用来标识永久生存期限的“变量和函数”，而anto和register用来标识临时生存期限的"变量"。只有变量才有临时生存期限。一个变量和函数只能具有一个存储类型，也只能有一种生存期限。

内存中供用户使用的空间有三部分：

程序区：存放程序的可执行代码；

静态存储区：存放静态变量（全局变量和静态局部变量）；

动态存储区：存放函数调用时调用函数的现场保护和返回地址、函数形参、自动局部变量；

变量的声明分为”定义性声明“(需建立存储空间，如：int a;)和”引用性声明“(不需建立存储空间，如extern a;)。广义上讲，声明包括定义，一般为叙述方便，把建立存储空间的声明称定义，而不不需建立存储空间的声明称声明。

auto

函数中的局部变量，如果不用关键字static加以声明，编译系统对它们是动态地分配存储空间的。函数的形参和在函数中定义的变量(包括在复合语句中定义的变量)都属此类。在调用该函数时，系统给形参和函数中定义的变量分配存储空间，数据存储在动态存储区中。在函数调用结束时就自动释放这些空间。如果是在复合语句中定义的变量，则在变量定义时分配存储空间，在复合语句结束时自动释放空间。因此这类局部变量称为自动变量(auto variable)。自动变量用关键字auto作存储类别的声明。

对自动变量赋初值，不是在编译时进行的，而是在函数调用时进行。对自动变量来说，若不赋初值，则它的值是一个不确定的值。

int Fun(int a)

{

auto int b, c=3; //定义b和c为整型的自动变量，auto可省略

b = c + a; return b;

}

　　register

一般情况下，变量的值是存放在内存中的。当程序中用到哪一个变量的值时，由控制器发出指令将内存中该变量的值送到CPU中的运算器。经过运算器进行运算，如果需要存数，再从运算器将数据送到内存存放。为提高执行效率，C++允许将局部变量的值放在CPU中的寄存器中，需要用时直接从寄存器取出参加运算，不必再到内存中去存取。这种变量叫做寄存器变量，用关键字register作声明。寄存器变量的分配方式是动态分配的。

由于CPU中的通用寄存器数目有限，通常只把少数使用频繁的变量定义为寄存器变量。对超出寄存器数目的寄存器变量作一般自动变量处理。

只有局部自动变量和形式参数可作为寄存器变量，其他（如全局变量、局部静态变量等）不行。在程序中定义寄存器变量对编译系统只是建议性(而不是强制性)的。当今的优化编译系统能够识别使用频繁的变量，自动地将这些变量放在寄存器中。

　　extern

全局变量(外部变量)是在函数的外部定义的，它的作用域为从变量的定义处开始，到本程序文件的末尾。在此作用域内，全局变量可以为本文件中各个函数所引用。编译时将全局变量分配在静态存储区。有时需要用extern来声明全局变量，以扩展全局变量的作用域。

1) 在一个文件内声明全局变量

如果外部变量不在文件的开头定义，其有效的作用范围只限于定义处到文件终了。如果在定义点之前的函数想引用该全局变量，则应该在引用之前用关键字extern对该变量作外部变量声明，表示该变量是一个将在下面定义的全局变量。有了此声明，就可以从声明处起，合法地引用该全局变量，这种声明称为提前引用声明。

用extern声明外部变量时，类型名可写可不写。例如，" extern int A , B ; " 也可写成 " extern A , B ; "。

2) 在多文件的程序中声明外部变量

如果一个程序包含两个文件，在两个文件中都要用到同一个外部变量num，不能分别在两个文件中各自定义一个外部变量num。正确的做法是：在任一个文件中定义外部变量num，而在另一文件中用extern对num作外部变量声明，即 " extern int num " 或 " extern num "；编译系统由此知道num是一个已在别处定义的外部变量，它先在本文件中找有无外部变量num，如果有，则将其作用域扩展到本行开始，如果本文件中无此外部变量，则在程序连接时从其他文件中找有无外部变量num，如果有，则把在另一文件中定义的外部变量num的作用域扩展到本文件，在本文件中可以合法地引用该外部变量num。

　　static

所有全局变量和用关键字static作存储类型说明的局部变量称为静态变量。静态变量存放在静态存储区，一旦为其分配了存储单元，它们在整个程序执行期间将固定地占用这些存储单元。若非必要，不要多用静态局部变量。

对全局变量，static使其局部化(局部于本文件)，静态全局变量仅能为本源文件中各函数使用，不能为本源文件以外的其他源文件使用。

对局部变量，static使其由动态存储变为静态存储，静态局部变量仅能为本函数使用，其他函数不能使用和影响它们。静态局部变量是在编译时赋初值的'，且只赋初值一次。如在定义局部变量时不赋初值的话，则对静态局部变量来说，编译时自动赋初值0(对数值型变量)或空字符(对字符变量)。

　　注：

内部函数也称静态函数，不能被其他文件中的函数使用。定义内部函数时，在函数名和函数类型的前面加static即可。

在C语言中，函数前如果无关键字extern，隐含其为外部函数。若需在其他文件的函数中调用此外部函数，只需在调用的文件中用extern声明该外部函数。

　　内存四区

栈区(stack)

由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值等；其操作方式类似于数据结构中的栈。

堆区(heap)

一般由程序员分配释放（动态内存申请与释放），若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

全局区/静态区(static)

全局变量和静态变量的存储是放在一起的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，该区域在程序结束后由操作系统释放；

常量区：字符串常量和其他常量的存储位置，程序结束后由操作系统释放。

程序代码区(code)

存放函数的二进制代码。

函数调用模型必须和程序四内存区综合起来考虑：

主调函数分配的内存（栈区、堆区、全局区）都可以在被调用函数中使用；

被调用函数中分配的内存，要分情况：在栈区中分配的内存，在主调函数中是不能使用的；