c 存储过程 类

在C语言中，存储类（Storage Class）是一个重要的概念，它用于定义变量或函数的作用域（Scope）、生命周期（Lifetime）以及存储位置（Storage Location），以下是对C语言中存储类的详细解释：

一、自动变量（auto）

1、描述：自动变量是默认的存储类，局部变量（即在函数内定义的变量）通常使用auto存储类，如果未指定其他存储类，编译器会将局部变量视为auto类型。

2、生命周期：自动变量的生命周期局限于定义它的代码块或函数，当程序执行到变量的定义语句时，系统会为该变量分配内存空间；当程序执行完变量所在的代码块或函数时，系统会自动释放该变量所占用的内存空间。

3、存储位置：自动变量通常存储在栈中，栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，因此自动变量的内存分配和释放是按照它们在代码中的出现顺序进行的。

4、作用域：自动变量的作用域局限于定义它的代码块或函数，这意味着只有在该代码块或函数内部才能访问该变量。

5、示例：

 void example() {
       auto int x = 10; // 自动变量（默认也可以省略auto）
       printf("x = %d
", x);
   }

二、寄存器变量（register）

1、描述：寄存器变量是一种特殊的存储类，用于建议编译器将变量存储在CPU的寄存器中，而不是内存中，由于寄存器的访问速度比内存快得多，因此使用寄存器变量可以提高程序的执行效率。

2、生命周期：寄存器变量的生命周期与自动变量相同，即局限于定义它的代码块或函数。

3、存储位置：虽然寄存器变量建议存储在寄存器中，但最终是否存储在寄存器中由编译器决定，如果编译器认为将变量存储在寄存器中不划算或不可能，它会将变量存储在内存中。

4、作用域：寄存器变量的作用域也局限于定义它的代码块或函数。

5、示例：

 void example() {
       register int i; // 寄存器变量
       for (i = 0; i < 10; i++) {
           printf("%d ", i);
       }
   }

三、静态变量（static）

1、描述：静态变量的生命周期贯穿整个程序的运行期间，即使所在函数多次被调用，静态变量也只在第一次调用时初始化一次，并在后续调用中保持其值。

2、生命周期：静态变量的生命周期从程序开始运行一直持续到程序结束，无论所在函数是否被调用，静态变量都占据着内存空间。

3、存储位置：静态变量存储在全局/静态存储区，这个区域专门用于存储在整个程序运行期间都需要访问的变量。

4、作用域：静态变量的作用域取决于它是在函数内部还是外部定义的，在函数内部定义的静态变量只能在该函数内部访问；在函数外部定义的静态变量则限制在其声明的文件内可见。

5、示例：

局部静态变量：

 void counter() {
         static int count = 0; // 静态局部变量
         count++;
         printf("Count = %d
", count);
     }
     int main() {
         counter(); // 输出 Count = 1
         counter(); // 输出 Count = 2
         counter(); // 输出 Count = 3
         return 0;
     }

全局静态变量：

 static int x = 10; // 静态全局变量，仅当前文件可见

四、外部变量（extern）

1、描述：外部变量用于声明一个已经在其他文件中定义的全局变量，通过使用extern关键字，可以在多个文件中共享同一个全局变量。

2、生命周期：外部变量的生命周期也是从程序开始运行一直持续到程序结束。

3、存储位置：外部变量存储在全局/静态存储区。

4、作用域：外部变量的作用域是所有引用它的文件，这意味着在一个文件中声明的外部变量可以在其他文件中使用，只要这些文件包含对该变量的extern声明。

5、示例：

文件1（定义变量）：

 #include <stdio.h>
     int x = 10; // 定义全局变量

文件2（引用变量）：

 extern int x; // 声明外部变量
     void print() {
         printf("x = %d
", x);
     }

五、可变变量（volatile）

1、描述：可变变量用于告诉编译器该变量的值可能在程序运行过程中被意外改变，例如硬件设备或多线程环境中的其他任务可能会修改该变量的值，编译器在每次访问该变量时都会重新读取其值，而不是使用缓存的值。

2、生命周期：可变变量的生命周期取决于其定义的位置和方式，可以是自动的、静态的或外部的。

3、存储位置：可变变量的存储位置也取决于其定义的位置和方式，可以是栈、全局/静态存储区或线程存储区等。

4、作用域：可变变量的作用域同样取决于其定义的位置和方式，可以是块内、文件内或全局等。

5、示例：

 volatile int flag = 0; // 告诉编译器flag可能被外部改变
   while (!flag) {
       // 等待flag被改变
   }

六、线程局部存储（_Thread_local，C11引入）

1、描述：线程局部存储是C11标准引入的一种存储类，用于定义每个线程拥有独立实例的变量，这意味着每个线程都可以拥有自己的变量副本，并且这些副本之间相互独立。

2、生命周期：线程局部存储变量的生命周期与线程的生命周期相关联，当线程开始运行时，线程局部存储变量被创建；当线程结束时，线程局部存储变量被销毁。

3、存储位置：线程局部存储变量通常存储在线程的栈或线程局部存储区中。

4、作用域：线程局部存储变量的作用域与其定义的位置和方式有关，但通常是线程内的。

5、示例：

 #include <stdio.h>
   #include <threads.h>
   _Thread_local int counter = 0; // 每个线程独立的变量
   void increment() {
       counter++;
       printf("Counter = %d
", counter);
   }

C语言中的存储类包括自动变量、寄存器变量、静态变量、外部变量、可变变量和线程局部存储变量等，每种存储类都有其独特的特点和用途，在编写C程序时需要根据具体需求选择合适的存储类来管理变量的存储和访问。