Storage-class specifiers

Укажите storage duration и linkage объектов и функций:

• auto - автоматическая продолжительность и отсутствие связывания
• register - автоматическая продолжительность и отсутствие связывания; адрес этой переменной не может быть взят
• static - статическая продолжительность и внутреннее связывание (если не находится в области видимости блока)
• extern - статическая продолжительность и внешнее связывание (если уже не объявлено как внутреннее)

Объяснение

Спецификаторы класса хранения появляются в объявлениях и выражениях составных литералов (начиная с C23) . Может использоваться не более одного спецификатора , за исключением того, что _Thread_local (до C23) thread_local (начиная с C23) может комбинироваться с static или extern для корректировки связывания (начиная с C11) . Спецификаторы класса хранения определяют два независимых свойства объявляемых имён: время хранения и связывание .

Если спецификатор класса хранения не указан, значения по умолчанию следующие:

extern для всех функций

extern для объектов на уровне файла

auto для объектов на уровне блока

Для любой структуры или объединения, объявленных с указателем класса хранения, длительность хранения (но не связывание) применяется к их членам рекурсивно.

Объявления функций на уровне блока могут использовать extern или не использовать ничего. Объявления функций на уровне файла могут использовать extern или static .

Параметры функций не могут использовать спецификаторы класса хранения, кроме register . Обратите внимание, что static имеет особое значение в параметрах функций типа массив.

Продолжительность хранения

Каждый объект обладает свойством, называемым продолжительность хранения , которое ограничивает время жизни объекта. В языке C существует четыре вида продолжительности хранения:

• automatic продолжительность хранения. Память выделяется при входе в блок , в котором объявлен объект, и освобождается при выходе из него любым способом ( goto , return , достижение конца). Исключением являются VLA ; их память выделяется при выполнении объявления, а не при входе в блок, и освобождается при выходе объявления из области видимости, а не при выходе из блока (начиная с C99) . Если блок входит рекурсивно, новое выделение выполняется для каждого уровня рекурсии. Все параметры функций и не- static объекты блочной области видимости имеют эту продолжительность хранения, а также составные литералы , используемые в блочной области видимости (до C23)
• static продолжительность хранения. Продолжительность хранения охватывает всё время выполнения программы, и значение, хранящееся в объекте, инициализируется только один раз, до вызова функции main . Все объекты, объявленные как static , и все объекты с внутренней или внешней линковкой которые не объявлены _Thread_local (до C23) thread_local (начиная с C23) (начиная с C11) имеют эту продолжительность хранения.

• allocated продолжительность хранения. Память выделяется и освобождается по запросу с использованием функций динамического выделения памяти .

Связывание

Связывание (linkage) относится к способности идентификатора (переменной или функции) быть упомянутым в других областях видимости. Если переменная или функция с одинаковым идентификатором объявлена в нескольких областях видимости, но не может быть упомянута из всех них, то создаются несколько экземпляров переменной. Различают следующие виды связывания:

• отсутствие связи . На переменную или функцию можно ссылаться только из той области видимости, в которой она находится (область видимости блока). Все переменные области видимости блока, которые не объявлены как extern , имеют эту связь, а также все параметры функций и все идентификаторы, не являющиеся функциями или переменными.

• внутренняя линковка . Переменная или функция может быть использована из всех областей видимости в текущей единице трансляции. Все переменные области видимости файла, объявленные как static или constexpr (начиная с C23) , имеют эту линковку, как и все функции области видимости файла, объявленные как static (объявления статических функций разрешены только в области видимости файла).

• внешняя компоновка . Переменная или функция может быть использована из любых других единиц трансляции во всей программе. Все переменные области видимости файла, которые не объявлены static или constexpr (начиная с C23) , имеют эту компоновку, все объявления функций области видимости файла, которые не объявлены static , все объявления функций области видимости блока, и, дополнительно, все переменные или функции, объявленные extern , имеют эту компоновку, если в данной точке не видно предыдущее объявление с внутренней компоновкой.

Если один и тот же идентификатор появляется одновременно с внутренней и внешней линковкой в одной единице трансляции, поведение не определено. Это возможно при использовании tentative definitions .

Линковка и библиотеки

Объявления с внешней линковкой обычно предоставляются в заголовочных файлах, чтобы все единицы трансляции, которые #include этот файл, могли ссылаться на один и тот же идентификатор, определённый в другом месте.

Любое объявление с внутренней линковкой, которое появляется в заголовочном файле, приводит к созданию отдельного и уникального объекта в каждой единице трансляции, включающей этот файл.

Интерфейс библиотеки, заголовочный файл "flib.h":

#ifndef FLIB_H
#define FLIB_H
void f(void);              // объявление функции с внешней линковкой
extern int state;          // объявление переменной с внешней линковкой
static const int size = 5; // определение переменной только для чтения с внутренней линковкой
enum { MAX = 10 };         // определение константы
inline int sum (int a, int b) { return a + b; } // определение встроенной функции
#endif // FLIB_H

Реализация библиотеки, исходный файл "flib.c":

#include "flib.h"
static void local_f(int s) {} // определение с внутренней линковкой (используется только в этом файле)
static int local_state;       // определение с внутренней линковкой (используется только в этом файле)
int state;                       // определение с внешней линковкой (используется в main.c)
void f(void) { local_f(state); } // определение с внешней линковкой (используется в main.c)

Код приложения, исходный файл "main.c":

#include "flib.h"
int main(void)
{
    int x[MAX] = {size}; // использует константу и переменную только для чтения
    state = 7;           // изменяет state в flib.c
    f();                 // вызывает f() в flib.c
}

Ключевые слова

auto , register , static , extern , _Thread_local thread_local

Примечания

Спецификаторы typedef и constexpr (начиная с C23) формально перечислены как спецификаторы класса хранения в грамматике языка C, но не определяют хранение.

Имена на уровне файла, которые являются const и не extern имеют внешнюю линковку в C (как значение по умолчанию для всех объявлений на уровне файла), но внутреннюю линковку в C++.

Пример

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// static storage duration
int A;
int main(void)
{
    printf("&A = %p\n", (void*)&A);
    // automatic storage duration
    int A = 1;   // hides global A
    printf("&A = %p\n", (void*)&A);
    // allocated storage duration
    int* ptr_1 = malloc(sizeof(int));   // start allocated storage duration
    printf("address of int in allocated memory = %p\n", (void*)ptr_1);
    free(ptr_1);                        // stop allocated storage duration
}

&A = 0x600ae4
&A = 0x7ffefb064f5c
address of int in allocated memory = 0x1f28c30

Ссылки

Смотрите также