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C++开发之——存储类

C++ 存储类

存储类定义 C++ 程序中变量/函数的范围(可见性)和生命周期。这些说明符放置在它们所修饰的类型之前。下面列出 C++ 程序中可用的存储类:

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

从 C++ 11 开始,auto 关键字不再是 C++ 存储类说明符,且 register 关键字被弃用。

auto 存储类

自 C++ 11 以来,auto 关键字用于两种情况:声明变量时根据初始化表达式自动推断该变量的类型、声明函数时函数返回值的占位符。
C++98标准中auto关键字用于自动变量的声明,但由于使用极少且多余,在C++11中已删除这一用法。
根据初始化表达式自动推断被声明的变量的类型,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';//错误,必须是初始化为同一类型

register 存储类

register 存储类用于定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小(通常是一个词),且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符(因为它没有内存位置)。

{
    register int  miles;
}

寄存器只用于需要快速访问的变量,比如计数器。还应注意的是,定义 ‘register’ 并不意味着变量将被存储在寄存器中,它意味着变量可能存储在寄存器中,这取决于硬件和实现的限制。

static 存储类

static 存储类指示编译器在程序的生命周期内保持局部变量的存在,而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁。因此,使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值。

static 修饰符也可以应用于全局变量。当 static 修饰全局变量时,会使变量的作用域限制在声明它的文件内。

在 C++ 中,当 static 用在类数据成员上时,会导致仅有一个该成员的副本被类的所有对象共享。

#include <iostream> 
// 函数声明 
void func(void); 
static int count = 10; /* 全局变量 */ 
int main()
{
    while(count--)
    {
           func();
    }
    return 0;
}
// 函数定义
void func( void )
{
     static int i = 5; // 局部静态变量
    i++;
    std::cout << "变量 i 为 " << i ;
    std::cout << " , 变量 count 为 " << count << std::endl;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

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

mutable 存储类

mutable 说明符仅适用于类的对象,这将在本教程的最后进行讲解。它允许对象的成员替代常量。也就是说,mutable 成员可以通过 const 成员函数修改。

thread_local 存储类

使用 thread_local 说明符声明的变量仅可在它在其上创建的线程上访问。 变量在创建线程时创建,并在销毁线程时销毁。 每个线程都有其自己的变量副本。
thread_local 说明符可以与 static 或 extern 合并。
可以将 thread_local 仅应用于数据声明和定义,thread_local 不能用于函数声明或定义。

以下演示了可以被声明为 thread_local 的变量:

thread_local int x;  // 命名空间下的全局变量
class X
{
    static thread_local std::string s; // 类的static成员变量
};
static thread_local std::string X::s;  // X::s 是需要定义的
void foo()
{
    thread_local std::vector<int> v;  // 本地变量
}