должна применять переменные. В языке СИ все переменные объявляются до их применения. Объявления определяют соответствие имени и атрибутов переменной, функции или типа. Определение переменной приводит к выделению памяти для хранения ее значения. Класс отводимой памяти определяется спецификатором вида памяти и задает время жизни и область видимости переменной, которые связаны с понятием блока программы. В СИ блоком является ряд объявлений, определений и операторов, располагающихся в фигурных скобках.
Можно выделить два вида блоков – составной оператор и определение функции, которые состоят из составного оператора (тела функции) и заголовка функции, который находится перед телом функции (в него входят имя функции, типы возвращаемого значения и формальных параметров). Блоки могут состоять из операторов, но не определения функций. Внутренний блок носит название вложенного, а внешний – объемлющего.
Временем при жизни называется интервал времени выполнения программы, за который программный объект (переменная или функция) существует. Время жизни переменной бывает локальным или глобальным. Переменная с глобальным временем жизни обладает распределенной для нее памятью и определенным значением на протяжении всего времени выполнения программы.
13. Область видимости
Областью при видимости называется часть текста программы, в которой может быть использован определенный объект. Объект является видимым в блоке или в исходном файле, когда в данном блоке или файле определены имя и тип объекта. Объект может быть видимым внутри блока, исходного файла или в каждом исходном файле, образующем программу. Это определяется тем, на каком уровне объявлен объект: на внутреннем (внутри определенного блока) или на внешнем (вне всех блоков). Когда объект объявлен внутри блока, он является видимым в данном блоке и в каждом внутреннем блоке. Когда объект объявлен на внешнем уровне, он является видимым от точки его объявления до завершения этого исходного файла. Объект можно сделать глобально видимым с помощью определенных объявлений во всех исходных файлах, образующих программу. Спецификатором класса памяти в объявлении переменной может быть auto, register, static или extern. Если класс памяти определен, он определяется по умолчанию из контекста объявления. Объекты, принадлежащие классам auto и register, обладают локальным временем жизни. Спецификаторы static и extern задают объекты, обладающие глобальным временем жизни. В случае объявления переменной на внутреннем уровне можно применить любой из четырех спецификаторов класса памяти, а если его не указали, то подразумевается auto. Переменная с классом памяти auto обладает локальным временем жизни и видна только в блоке, в котором объявлена. Память для данной переменной выделяется при входе в блок и высвобождается при выходе из блока. В случае повторного входа в блок этой переменной может быть выделен другой участок памяти. Переменная класса auto автоматически не инициализируется, так как она должна быть проинициализирована явно в случае объявления через присвоение ей начального значения. Значение неинициализированной переменной, класс памяти которой auto, считается неопределенным.
Спецификатор класса памяти register заставляет компилятор распределить память для переменной в регистре, если это возможно. Употребление регистровой памяти чаще всего приводит к сокращению времени доступа к переменной. Переменная, которая объявлена с классом памяти register, обладает той же областью видимости, что и переменная auto. Количество регистров, которые можно применить для значений переменных, не безгранично, так как не безграничны и возможности компьютера. В случае когда компилятор не обладает свободными регистрами, переменной выделяется память как для класса auto. Класс памяти register может указываться для переменных с типом int или указателей с размером, равным размеру int. Переменные, которые объявлены на внутреннем уровне со спецификатором класса памяти static, дают возможность сохранить вид переменной при выходе из блока и применять ее при повторном входе в блок. Данная переменная обладает глобальным временем жизни и областью видимости внутри блока, в котором она объявлена. Для переменных с классом static память выделяется в сегменте данных. В отличие от них переменные класса auto имеют память, которая выделяется в стеке. Исходя из этого, значение переменных с классом static сохраняется при выходе из блока.
14. Объявление переменной на внутреннем уровне с классом памяти static
В качестве примера рассмотрим объявление переменной i на внутреннем уровне с классом памяти static.
исходный файл filel.с
main()
{
}
fun1()
{static int i = 0; исходный файл file2.c fun2()
{static int i = 0; }
fun3()
{static int i = 0; }
В этом примере объявлены три различные переменные с классом памяти static, которые имеют одинаковые имена i. Все эти переменные обладают глобальным временем жизни, но видимы только в том блоке (функции), в котором они объявлены. Данные переменные можно применять для подсчета числа обращений к каждой из трех функций.
Переменные класса памяти static способны быть инициализированными константным выражением. Когда явной инициализации нет, то данной переменной присваивается нулевое значение. В случае инициализации константным адресным выражением 14б можно применять адреса любых внешних объектов, кроме адресов объектов, для которых класс памяти auto, так как их адрес не является константой и меняется при любом входе в блок. Инициализация осуществляется один раз при первом входе в блок.
Переменная, которая объявлена локально с классом памяти extern, служит ссылкой на переменную с таким же именем, определенную глобально в каком-либо из исходных файлов программы. Цель подобного объявления заключается в том, чтобы сделать определение переменной глобального уровня видимым внутри блока.
15. Объявление переменной, которая служит именем внешнего массива
Рассмотрим пример: объявление переменной i, которая служит именем внешнего массива длинных целых чисел, на локальном уровне.
исходный файл file1.c
main()
{…
}
fun1()
{extern long i[];…
}
/* исходный файл file2.c */
long i[MAX] = {0};
fun2()
{…
}
fun3()
{…
}
Объявление переменной i[] как extern в рассмотренном примере делает ее видимой в функции fun1. Определение данной переменной находится в файле file2.c на глобальном уровне и должно быть единственным. При этом объявлений с классом памяти extern может быть много.
Объявление переменной со спецификатором extern дает знать компилятору о том, что память для переменной не нужна, так как это выполнено где-то в другом месте программы.
В случае объявления переменных на глобальном уровне можно применить спецификатор класса памяти
