Время существования и область видимости переменных

Объекты классов auto и register имеют локальное время жизни. Спецификаторы static и extern определяют объекты с глобальным временем жизни.

При объявлении переменной на внутреннем уровне может быть использован любой из четырех спецификаторов класса памяти, а если он не указан, то подразумевается класс памяти auto.

Переменная с классом памяти auto имеет локальное время жизни и видна только в блоке, в котором объявлена. Память для такой переменной выделяется при входе в блок и освобождается при выходе из блока. При повторном входе в блок этой переменной может быть выделен другой участок памяти.

Переменная с классом памяти auto автоматически не инициализируется. Она должна быть проинициализирована явно при объявлении путем присвоения ей начального значения. Значение неинициализированной переменной с классом памяти auto считается неопределенным.

Спецификатор класса памяти register предписывает компилятору распределить память для переменной в регистре, если это представляется возможным. Использование регистровой памяти обычно приводит к сокращению времени доступа к переменной. Переменная, объявленная с классом памяти register, имеет ту же область видимости, что и переменная auto. Число регистров, которые можно использовать для значений переменных, ограничено возможностями компьютера, и в том случае, если компилятор не имеет в распоряжении свободных регистров, то переменной выделяется память как для класса auto. Класс памяти register может быть указан только для переменных с типом int или указателей с размером, равным размеру int.

Переменные, объявленные на внутреннем уровне со спецификатором класса памяти static, обеспечивают возможность сохранить значение переменной при выходе из блока и использовать его при повторном входе в блок. Такая переменная имеет глобальное время жизни и область видимости внутри блока, в котором она объявлена. В отличие от переменных с классом auto, память для которых выделяется в стеке, для переменных с классом static память выделяется в сегменте данных, и поэтому их значение сохраняется при выходе из блока.

Переменные класса памяти static могут быть инициализированы константным выражением. Если явной инициализации нет, то такой переменной присваивается нулевое значение. При инициализации константным адресным выражением можно использовать адреса любых внешних объектов, кроме адресов объектов с классом памяти auto, так как адрес последних не является константой и изменяется при каждом входе в блок. Инициализация выполняется один раз при первом входе в блок.

Переменная, объявленная локально с классом памяти extern, является ссылкой на переменную с тем же самым именем, определенную глобально в одном из исходных файлов программы. Цель такого объявления состоит в том, чтобы сделать определение переменной глобального уровня видимым внутри блока.

Объявление переменной со спецификатором extern информирует компилятор о том, что память для переменной выделять не требуется, так как это выполнено где-то в другом месте программы. В объявлениях с классом памяти extern не допускается инициализация, так как эти объявления ссылаются на уже существующие и определенные ранее переменные.

Объявление констант

В С++ введена концепция определяемых пользователем констант для указания на то, что значение нельзя изменить непосредственно. Это может быть полезно в нескольких отношениях. Например, многие объекты не меняются после инициализации; использование символических констант приводит к более удобному в сопровождении коду, чем применение литералов непосредственно в тексте программы; указатели часто используются только для чтения, но не для записи и т.д.

Чтобы объявить объект константой, в объявление нужно добавить ключевое слово const. Так как константе нельзя присваивать значения, она должна быть инициализирована.

const <тип> <имя>=<значение>;

Пример:

const int A = 100;

const int B[] = {1, 2, 3, 4, 5};

Const модифицирует тип, т.е. ограничивает возможное использование объекта, но не указывает способ размещения константного объекта. Простым и типичным использованием константы является тот случай, когда значение константы известно во время компиляции и под неё не требуется выделение памяти. Для массива констант, как правило, требуется выделение памяти, так как, в общем случае, компилятор не в состоянии определить, к какому элементу массива происходит обращение в выражении.

В качестве имен констант используются произвольно выбираемые идентификаторы. Традиционно принято для имен констант использовать прописные буквы и символ подчеркивания. Такое соглашение позволяет при просмотре большого текста программы на языке С легко отличать имена переменных от названий констант.

Также можно использовать перечислимые константы, определяемые через ключевое слово enum. Такой способ позволяет именовать только целые константы.