八、 內/外 部變數

變數依據宣告位置來做分類。

自動變數(Automatic Variable)

主要常聽見的稱呼內部變數、區域變數，宣告{}區塊內的變數，都可稱錯為自動變數。

• 當{}區塊結束後，自動變數所佔據的記憶體空間會釋放出來，同時此變數會不存在。

• 自動變數只能在{}區塊內使用。

• 執行到{}區塊時候，是以堆疊方式配置變數所需的記憶體空間。

• 當{}結束堆疊內的記憶體空間同時被系統回收。

自動變數的宣告語法。

[auto] 資料型態_數名稱

1.[auto]可寫可不寫。 2.使用[auto]是不可以寫出{}區塊之外的地方，否則編譯會造成失敗。 3._為空白鍵之意。

外部變數(External Variable)

常見稱呼全域變數、整體變數。一般會宣告在main()上方。若作為全部函示共用或跨檔案使用的變數，則此變數應宣告成外部變數。

• 外部變數可以在程式的任何位置使用此變數

• 編譯時候，配置固定的記憶體位置給外部變數使用。

• 必須等到程式結束後才會被系統回收記憶體空間。

• 若再使用extern，表示使用另外一個檔案中的外部變數。

外部變數的宣告語法。

資料型態_變數名稱

生命週期

每個變數都會有其存在期間(Storage Duration)，執行時變數存活的時間

• 自動存在期間：自動變數

• 靜態存在期間：全域變數、靜態變數

• 動態存在期間

變數範圍和生命周期

1. local 區域變數 : local 變數僅活在該函式內，存放位置在 stack 或 heap 記憶體中。

2. static 靜態變數 : static 變數生命周期 (life time) 跟程式一樣長，而範圍 (scope) 則維持不變，即在宣告的函式之外仍無法存取 static 變數。

3. global 全域變數 : 所有區段皆可使用此變數。

static vs global

static 變數只有宣告的檔案可以使用；而 global 變數可加上 extern 關鍵字修飾，即可在其他檔案以 .h 標頭檔方式使用該變數 (也就是 internal linkage 和 external linkage 的不同)。

記憶體的配置

• Stack : 存放函數的參數、區域變數等，由空間配置系統自行產生與回收。(會稱作 stack 是由於其配置遵守 LIFO)

• Heap : 一般由程式設計師分配釋放，執行時才會知道配置大小，如 malloc/new 和 free/delete。(注意其資料結構不是 DS 中的 heap 而是 link-list)

• Global : 包含 BSS (未初始化的靜態變數)、data section (全域變數、靜態變數) 和 text/code (常數字元)。

配置練習

static int num_a;
// 專屬於整個檔案的全域變數，其他檔案不能存取

void func (int num_b) { // stack 區 
 int num_c; // stack 區

 static int num_d; 
 //scope不變，只能在函數 func 內呼叫，但 lifetime 是整支程式執行的時間。
}

static 練習

static int num_a;
// 專屬於整個檔案的全域變數，其他檔案不能存取

void func (int num_b) { // stack 區 
 int num_c; // stack 區

 static int num_d; 
 //scope不變，只能在函數 func 內呼叫，但 lifetime 是整支程式執行的時間。
}

工具

使用valgrind檢查C語言memory Leak

抓漏 - 使用valgrind檢查C語言memory Leak - My code works, I don’t know why.