iOS基础:全局变量·静态变量·局部变量·自动变量(static、extern、全局静态区、堆区、栈区)

引言:包括百度、中兴在内的很多公司都曾在笔试面试中出过下面题目

  • 问题:全局变量和局部变量在内存中是否有区别?如果有,是什么区别?
  • 解析:有区别。全局变量保存在内存的全局存储区中,占用静态的存储单元;局部变量保存在栈中,只有在所在函数被调用时才动态地为变量分配存储单元。

区分三种变量的特点,如果只看声明位置和访问范围,肯定不够深刻的,需要进一步理解在内存中的不同。所以,这里我们来复习总结一下三种变量的特点,区分巩固基础知识。

1. 全局变量

1.1 全局变量
  • 函数外面声明
  • 可以跨文件访问
  • 可以在声明时赋上初始值
  • 如果没有赋初始值,系统自动赋值为0
  • 存储位置:既非堆,也非栈,而是专门的【全局(静态)存储区static】!

注意

例如,我们在A类中声明和定义一个全局变量lastNum,类似如下

float lastNum;//仅声明
float lastNum = 10.0;//声明和定义
1.2 关于extern关键字

要注意的是,全局变量可以在许多地方声明extern,但定义(赋初值)只能一次。而上面的代码既声明,也定义了一个全局变量lastNum。其中,定义的时候并不需要extern专门来修饰。倒是在其他不需要定义该全局变量的地方,需要extern来修饰该全局变量,声明要调用外部变量了。

用法1

  • 我们在B类想调用A类中声明和定义的全局lastNum时,并且B类也没有导入A类,这时,需要在B类中做extern float lastNum;这样声明。这样就告诉系统,我要访问其他文件中定义的这个全局变量了。注意点:此时,B类通过extern调用A类声明的全局变量时,B类中并不需要导入A类,例如类似import A.h等等

A.m 中定义和声明全局变量

image.png

B.m 中extern并调用全局变量

image.png

用法2.

  • 我们在A.m文件中声明和定义的全局lastNum时,同时在A.h文件中做extern float lastNum;这样的声明。在需要在B类中导入A类头文件,就不需要在B类中专门做extern float lastNum;这样的声明了。这样就告诉系统,其它访问A文件中定义的这个全局变量了,导入A类即可使用。

A.m 中声明全局变量

image.png

A.h中extern全局变量

image.png

B.m中importA.m类并调用全局变量

image.png

2. 静态变量

  • 函数外面 或 内部声明(即可修饰原全局变量亦可修饰原局部变量)
  • 仅声明该变量的文件可以访问
  • 可以在声明时赋上初始值
  • 如果没有赋初始值,系统自动赋值为0
  • 存储位置:既非堆,也非栈,而是专门的【全局(静态)存储区static】!
static float lastNum;
static float lastNum = 10.0;

3. 局部变量(自动变量)

  • 函数内部声明
  • 仅当函数执行时存在
  • 仅在本文件本函数内可访问
  • 存储位置:自动保存在函数的每次执行的【栈帧】中,并随着函数结束后自动释放,另外,函数每次执行则保存在【栈】中
- (float)caculateResult{
 float a = 1.0;
 float b = 2.0;
 return a + b;
}

4. 内存分区

堆和栈首先要清楚的是程序对内存的使用分为以下几个区:

  • 栈区(stack):由编译器自动分配和释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。
  • 堆区(heap):一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收。与数据结构中的堆是两码事,分配方式类似于链表。
  • 全局区(static):全局变量和静态变量存放在此。
  • 文字常量区:常量字符串放在此,程序结束后由系统释放。
  • 程序代码区:存放函数体的二进制代码。

5. 后面的话

  • 与全局变量相比,静态变量存储位置一样,声明位置如果也一样(函数外部),静态变量这时跟全局变量有什么区别?就是为了限制访问范围,静态变量仅当前声明该变量文件里面的代码可以访问。而全局变量可以同一工程跨文件访问,可能会引起严重的混淆问题。
  • 区分:内存结构(计算机系统原理)里面的【堆】跟数据结构(算法与数据结构)里面的【堆】是两回事

6. 拓展阅读

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