Question

变量在定义的时候，除了需要指定数据类型之外，还可以指定它的存储类型。在 C 语言中，可以使用“auto”和“static”两个关键字来指定变量的存储类型。例如：

auto int a;    //自动存储类型变量，简称自动变量
static int b;  //静态存储类型变量，简称静态变量

“auto”表示变量是自动存储类型的，简称为自动变量，“static”表示变量是静态存储类型的，简称为静态变量。默认情况下，在函数中定义的变量属于自动变量，所以前面的“auto”关键字是可以省略的，即“auto int a”与“int a”是一样的，都表示自动变量。

自动变量与静态变量之间有哪些区别呢？

1．存储位置

自动变量存储在栈中，而静态变量存储在静态区。当用户用鼠标双击“.exe”后缀的可执行文件时，程序被启动，系统会为该程序分配一块内存，而这块内存又会被划分为代码区、静态区、堆和栈四个区块，分别存储程序所使用的各种不同类型的数据，如图 4.10 所示。

图 4.10　内存四区

栈是由系统管理的一块内存区域，例如我们定义一个自动变量时，系统会根据变量的数据类型大小在栈内开辟一块内存，当不再使用这个变量时，系统会将它所使用的内存回收。

而堆是由程序员管理的一块内存区域，其中内存的分配、使用和回收都是由程序员通过调用相应的内存管理函数来完成。关于这方面内容，将在第 8 章进行介绍。

2．初始化

自动变量不会被默认初始化，而静态变量会被默认初始化。也就是说，当定义一个变量时，若该变量是自动类型的，除非用户主动对它进行初始化，编译器是不会对它进行初始化的；若该变量是静态类型的，如果没有对它进行初始化，编译器会默认对其进行初始化，通常会将变量初始化值为 0。例如：

在 test 函数中，定义了 4 个 int 类型的变量，其中变量 a 和 b 属于自动变量，变量 a 被初始化值为 10，而变量 b 没有初始化，编译器是不会为其进行初始化，所以变量 b 的值是不确定的。变量 c 和 d 属于静态变量，其中变量 c 被初始化值为 20，虽然变量 d 没有被初始化，但编译器会为其进行初始化，值为 0。

3．生命期

就像人有生老病死一样，C 语言中的变量也是有生命的，我们把它称为变量的生命期。只有在变量的生命期内，用户才可以去使用这个变量。在变量的生命期之前或变量生命期已经结束，就无法再使用这个变量了。所以用户要清晰地知道变量生命期的开始和终结点。

自动变量的生命期是从变量所在的函数被执行后，变量被定义时开始，至函数结束时，其生命期结束，也可以说自动变量是属于函数生命期。

静态变量的生命期是从程序运行时开始，至程序结束时，其生命期结束，也可以说静态变量属于程序生命期。

test 函数中的变量 a 和 b 的生命期是从 test 函数被执行后，变量被定义时开始，至 test 函数结束时止。所以每次 test 函数被执行后，编译器都要为变量 a 和 b 在栈上分配内存空间（位置有可能会发生变化），在 test 函数结束后，编译器会将变量 a 和 b 所占用的内存空间回收。

test 函数中的变量 c 和 d 是静态变量，它们存储在静态区，所以位置不会发生变化。由于它们拥有程序生命期，即使 test 函数结束了，它们的生命期仍然存在，所占用的内存空间也不会被回收，所以只有当 test 函数第一次被执行时，编译器会对其进行初始化的操作，之后都不会再进行初始化了，直至程序结束时，它们所占用的内存空间才会被系统回收。