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1. 作用域
C 程序中出现的每个标识符都仅在一些可能不连续的部分可见(即可使用),这些部分被称为其作用域。作用域描述程序中可访问标识符的区域。
C 拥有四种作用域:
块作用域
函数作用域
函数原型作用域
文件作用域
1.1. 块作用域
任何在复合语句,包含函数体或出现于 if 、 switch 、 for 、 while 或 do-while 语句中的任何表达式、声明或语句 (C99 起),或在函数定义内的参数列表中声明的标识符的作用域,在声明点开始,在声明于其中的块或语句的结尾结束。
1.2. 函数作用域
声明于函数内部的标号(且只有标号),在该函数中的所有位置(所有嵌套块中,其自身声明前后)都在作用域内。注意:任何语句前的冒号字符前的标识符,若不用于其他用途,则隐式声明一个标号。
void f() { { goto label; // label 在作用域中,尽管之后才声明 label:; } goto label; // 标号忽略块作用域 } void g() { goto label; // 错误: g() 中 label 不在作用域中 }
1.3. 函数原型作用域
非函数定义的函数声明的参数列表中引入的名称的作用域,在函数声明器的结尾结束。
int f(int n, int a[n]); // n 在作用域中并指代第一参数
1.4. 文件作用域
在任何块或参数列表外声明的任何标识符的作用域,在声明点开始,翻译单元尾结束。
int i; // i 的作用域开始 static int g(int a) { return a; } // g 的作用域开始(注意 "a" 拥有块作用域) int main(void) { i = g(2); // i 和 g 在作用域中 }
1.5. 嵌套作用域
若相同标识符所命名的二个不同实体在同一时刻都在作用域中,且它们属于同一命名空间,则作用域被嵌套(不允许其他形式的作用域重叠),而内层作用域中的声明隐藏外层作用域中的声明:
// 此处的命名空间为通常标识符。 int a; // 名称 a 的文件作用域始于此 void f(void) { int a = 1; // 名称 a 的块作用域始于此;隐藏文件作用域的 a { int a = 2; // 内层 a 的作用域始于此,隐藏外层 a printf("%d\n", a); // 内层 a 在作用域中,打印 2 } // 内层 a 的块作用域终于此 printf("%d\n", a); // 外层 a 在作用域中,打印 1 } // 外层 a 的作用域终于此 void g(int a); // 名称 a 拥有函数原型作用域;隐藏文件作用域的 a
注意,若声明中有多个或嵌套声明器,则作用域在最近的外围函数声明器的结尾结束:
void f ( // 函数名 'f' 在文件作用域 long double f, // 标识符 'f' 现在在作用域中,隐藏文件作用域的 'f' char (**a)[10 * sizeof f] // 'f' 指代第一参数,它在作用域中 ); enum{ n = 3 }; int (*(*g)(int n))[n]; // 函数参数 'n' 的作用域在其函数声明器的结尾结束 // 数组声明器中,全局 n 在作用域 // (这声明指向返回 3 个 int 的数组的指针的函数的指针)
1.6. 声明点
结构体、联合体及枚举标签的作用域,在声明该标签的类型指定符中的标签出现后立即开始。
struct Node { struct Node* next; // Node 在作用域中并指代此 struct };
枚举常量的作用域,在枚举项列表中其定义枚举项的出现后立即开始。
enum { x = 12 }; { enum { x = x + 1, // 新 x 在逗号前不在作用域中,初始化 x 为 13 y = x + 1 // 新枚举项 x 现在在作用域中,初始化 y 为 14 }; }
任何其他标识符的作用域,正好在其声明器结束后和初始化器前开始,若存在初始化器:
int x = 2; // 第一个 'x' 的作用域开始 { int x[x]; // 新声明的 x 的作用域在声明器 ( x[x] )后开始。 // 在声明器内,外层 'x' 仍在作用域中。 // 这声明 2 个 int 的 VLA 数组。 } unsigned char y = 32; // 外层 'y' 的作用域开始 { unsigned char y = y; // 内层 'y' 的作用域在初始化器( = y )前开始 // 这不会以值 32 初始化内层 'y' , // 这以其自身的不确定值初始化内层 'y' } unsigned long factorial(unsigned long n) // 声明器结束, 'factorial' 从此点开始在作用域中 { return n < 2 ? 1 : n * factorial(n - 1); // 递归调用 }
2. 链接
链接指的是在其他作用域指代一个标识符(具名对象或函数)的能力。若在数个作用域中声明有同一标识符的对象或函数,但不能从所有这些作用域指代它们,则会创建数个对象的实例。
C 变量具有3种链接属性:
外部链接
内部链接
无链接
2.1. 无链接
只能从其所在的作用域指代该标识符。
所有函数参数
所有非 extern 的块作用域对象(包含声明为 static 者)
2.2. 内部链接
能从当前翻译单元的所有作用域指代该标识符。在一个翻译单元内,带内部链接的标识符的每个实例均表示相同的标识符或函数。 内部链接的标识符对于翻译单元是唯一的。
所有 static 文件作用域标识符(函数和对象)
2.3. 外部链接
能从整个程序的任何其他翻译单元指代该标识符。具有外部链接的标识符的名称指定相同的函数或数据对象,这与具有外部连接的相同名称的任何其他声明一样。 这两个声明可以在同一个翻译单元中,也可以在不同的翻译单元中。 如果该对象或函数还具有全局生存期,则该对象或函数由整个程序共享。
所有非 static 函数
所有 extern 对象(除非之前声明为 static )
所有文件作用域的非 static 对象拥有此链接。
若同一标识符在同一翻译单元中一同带内部和外部链接出现,则行为未定义。这在使用试探性定义时有可能。
3. 存储期
每个对象都有称为存储期的属性,它限制对象的生存期。 C 中有四种存储期:
自动存储期。
静态存储期。
线程存储期。
分配存储期。
3.1. 自动存储期
如果对象具有自动存储期,那么它存在于,程序进入定义这些变量的块到退出这个块。进入声明对象于其中的块时分配其存储,而在以任何方式( goto 、 return 、抵达结尾)退出该块时解分配存储。
一个例外是 VLA ;在执行声明时而非块入口分配其存储,并在声明离开作用域而非退出块时解分配存储。 (C99 起)若递归地进入块,则对每个递归层进行新的分配。
以下变量具有自动存储期:
非 static 块作用域对象
所有函数参数
用于块作用域的复合字面量
3.2. 静态存储期
如果对象具有静态存储期,那么它在程序执行期间一直存在。存储期是整个程序的执行过程,只在 main 函数之前初始化一次存储于对象的值。
以下变量具有静态存储期:
所有声明为 static 对象
所有带内部或外部链接且不声明为 _Thread_local (C11 起)的对象都拥有此存储期。
3.3. 线程存储期
存储期是创建对象的线程的整个执行过程,在启动线程时初始化存储于对象的值。每个线程拥有其自身的相异对象。若执行访问此对象的表达式的线程,不是执行其初始化的线程,则行为是实现定义的。
以下变量具有静态存储期:
所有声明为 _Thread_local 的对象(C11 起)
3.4. 分配存储期
按照请求,用动态内存分配函数分配和解分配存储。
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