c语言的存储类型-存储类

简介: 本文详细介绍了C语言中的存储类型及其分类,包括基本类型(如整型、浮点型)和复合类型(如数组、结构体)。重点讲解了不同存储类别(`auto`、`static`、`register`、`extern`、`typedef`、`volatile`、`const`)的特点及应用场景,并展示了C11/C99引入的新关键字(如`_Alignas`、`_Atomic`等)。通过示例代码解释了每个存储类别的具体用法,帮助读者更好地理解和运用这些概念。

c语言的存储类型-存储类

基本类型

  • 整型:char、short、int、long
  • 浮点型:float、double
  • 字符型:char
  • 指针型:指针变量

复合类型

  1. 数组:数组变量
  2. 结构体:结构体变量
  3. 共用体:共用体变量
  4. 枚举:枚举变量
  5. 联合体:联合体变量

存储类

  • auto:自动存储类,默认的存储类,声明的变量将在栈上分配内存,生命周期与变量相同。
  • static:静态存储类,声明的变量只分配一次内存,在程序的整个运行期间都存在,直到程序结束。
  • register:寄存器存储类,声明的变量将被存放在寄存器中,生命周期与变量相同。
  • extern:外部存储类,声明的变量在其他文件中定义,在本文件中只声明,不分配内存。
  • typedef:类型定义,给已有类型定义别名。
  • volatile:易失性存储类,声明的变量在程序运行过程中可能发生变化,编译器不会对其进行优化。
  • const:常量存储类,声明的变量的值不能被修改。
  • restrict:限制指针存储类,声明的指针只能指向特定内存区域。

C11 C99 新增关键字

  1. _Alignas:用于对齐变量,可以指定变量的对齐方式。
  2. _Atomic:用于声明原子变量,可以保证变量的原子性操作。
  3. _Generic:用于泛型编程,可以根据变量的实际类型执行不同的操作。
  4. _Noreturn:用于声明不会返回的函数。
  5. _Static_assert:用于在编译时进行断言。
  6. _Thread_local:用于声明线程局部变量,可以保证变量在线程间的隔离。
  7. _Alignof:用于获取变量的对齐方式。
  8. _Bool:用于声明布尔类型。
  9. _Complex:用于声明复数类型。
  10. _Imaginary:用于声明虚数类型。
  11. inline:用于声明内联函数。
  12. restrict:用于声明指针的限制。

存储类

auto

auto 存储类是默认的存储类,声明的变量将在栈上分配内存,生命周期与变量相同。

  autoint a = 10; // 声明一个整型变量 a,分配在栈上

static

同时编译多个文件时,所有未加 static 前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。如果加了 static,就会对其它源文件隐藏。

存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化,也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区:全局变量和 static 变量,只不过和全局变量比起来,static 可以控制变量的可见范围,说到底 static 还是用来隐藏的。

static 的另一个作用是默认初始化为 0。
其实全局变量也具备这一属性,因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区,内存中所有的字节默认值都是 0x00,某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。

  static int b = 20; // 声明一个整型变量 b,分配在静态数据区

  static int c; // 声明一个整型变量 c,分配在静态数据区,默认初始化为 0

register

register修饰的是寄存器类型的变量,在一个处理器中寄存器的个数是有限的,

所以不能将所有的变量都定义成寄存器类型的变量,寄存器类型的变量比一般

的变量运算效率高,寄存器类型的变量不能取地址。

  register int d = 40; // 声明一个整型变量 d,分配在寄存器中

extern

extern 存储类声明的变量在其他文件中定义,在本文件中只声明,不分配内存。

  extern int e; // 声明一个整型变量 e,在其他文件中定义

typedef

typedef 类型定义,给已有类型定义别名。

  typedef int myInt; // 给 int 类型定义别名 myInt

结构体和typedef

方法1typedef struct student{
   
char name[20];
int age;
char sex;
}stu_t;   //这里的stu_t是结构体类型,不是变量了
stu_t s1; //s1就是结构体变量了

方法2struct student{
   
char name[20];
int age;
char sex;
};
typedef struct student stu_t; //stu_t是结构体类型
stu_t s1; //s1是结构体变量

方法3typedef struct{
   
char name[20];
int age;
char sex;
}stu_t;   //这里的stu_t是结构体类型,不是变量了

stu_t s1; //s1就是结构体变量了

volatile

volatile 在取数据的时候每次都从内存上获取而不从缓存上获取数据。

  volatile int f = 50; // 声明一个整型变量 f,编译器不会对其进行优化

  int g = 60; // 声明一个整型变量 g,编译器可能会对其进行优化

volatile使用的场景

多线程访问全局变量的时候需要加volatile
多硬件寄存器地址封装的时候需要再前面加上volatile
在中断中访问非自动类型的变量需要将volatile

eg:

volatile int flags; 这里的flags代表触摸屏被按下的状态,0没有触摸屏幕

1触摸了屏幕。如果flags不加volatile的时候,flags在被cpu参与运算的时候就会先

放到cache高速缓存上,如果此时触摸了屏幕内存上的flags的值就是1,但是缓存

中的值还是0,这就回出现缓存中的数据和内存上的数据不一致的现象,所以为了

解决这种问题需要再flags前加上volatile。每次取数据的时候就不存缓存中获取了,

而是直接从内存上获取最新的结果。

const

const修饰的变量是只读变量,const修饰的全局变量在.ro data段,const修饰的局部变量在栈上。const经常和指针结合使用,const在谁前谁就不能修改。

不能说const修饰的是常量

```c

include

const int a=10;
void test(void)
{
const int b=10; //这里的b可以通过q指针修改,说明b在栈区
int *q = &b;

*q = 200;

printf("b = %d\n",b);

}
int main(int argc, const char argv[])
{
//int
p = &a;
//*p = 10; //会出现"段错误",全局变量a在.ro data段

test();

return 0;

}


const int *p = &a:*p不能被修改,p是可以修改的

int const *p = &a;:*p不能被修改,p是可以修改的

int * const p=&a;:p不能被修改,但*p可以修改

const int * const p = &a;:p不能被修改,*p也不可以修改

```c
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    const int a = 10; 
    int b = 555;
    const int *p = &a; 
    //*p = 666; //编译无法通过,因为*p被const修饰了,无法更改

    p = &b; //这个赋值是正确的,p是可以被改变的                                                 
    return 0;
}
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
   
    const int a = 10; 
    int b = 555;
    int * const p = &a; 

    *p = 666;
    printf("a = %d\n",a);

    //p = &b; //p被const修饰了,p不能改,但*p可以改 
    return 0;
}
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