Storage-class specifiers

指定对象和函数的 存储期 与 链接 ：

• auto - 自动存储期且无链接
• register - 自动存储期且无链接；无法获取该变量地址
• static - 静态存储期且内部链接（除非处于块作用域）
• extern - 静态存储期且外部链接（除非已声明为内部链接）

说明

存储类说明符出现在 声明 和 复合字面量 表达式 (C23起) 中。最多只能使用一个说明符 ，但 _Thread_local (C23前) thread_local (C23起) 可以与 static 或 extern 组合使用以调整链接 (C11起) 。存储类说明符决定了所声明名称的两个独立属性： 存储期 和 链接 。

如果未提供存储类说明符，则默认值为：

extern 用于所有函数

extern 用于文件作用域的对象

auto 用于块作用域的对象

对于任何使用存储类说明符声明的结构体或联合体，其存储持续时间（但不包括链接）会递归地应用于它们的成员。

块作用域中的函数声明可以使用 extern 或完全不使用存储类说明符。文件作用域中的函数声明可以使用 extern 或 static 。

函数参数不能使用除 register 之外的任何存储类说明符。请注意 static 在数组类型的函数参数中具有特殊含义。

存储期

每个 对象 都具有称为 存储期 的属性，该属性决定了对象的 生存期 。C语言中存在四种存储期：

• 自动 存储期。存储空间在声明对象的 代码块 进入时分配，并在通过任意方式退出时释放（包括 goto 、 return 或执行到代码块末尾）。 例外情况是 可变长度数组 ：其存储空间在声明执行时（而非代码块进入时）分配，在声明离开作用域时（而非代码块退出时）释放 (C99起) 。若代码块被递归进入，每次递归层级都会执行新的分配。所有函数参数和非 static 的块作用域对象均具有此存储期， 同时包括在块作用域使用的 复合字面量 (C23前)
• 静态 存储期。存储期覆盖整个程序执行过程，对象存储的值仅在 main函数 执行前初始化一次。所有声明为 static 的对象，以及所有具有内部或外部链接且 未声明为 _Thread_local (C23前) thread_local (C23起) 的对象 (C11起) 均具有此存储期。

• 已分配 存储期。存储空间通过< a href="../memory.html" title="c/memory">动态内存分配函数按需进行分配和释放。

链接

链接（Linkage）指的是标识符（变量或函数）在其他作用域中被引用的能力。如果在多个作用域中声明了相同标识符的变量或函数，但无法从所有作用域中引用它们，则会生成该变量的多个实例。以下是所支持的链接类型：

• 无链接 。该变量或函数仅能在其所在作用域（块作用域）内被引用。所有未声明为 extern 的块作用域变量均具有此链接属性，函数参数及所有非函数/变量的标识符同样适用。

• 内部链接 。该变量或函数可以从当前翻译单元中的所有作用域引用。所有声明为 static 或 constexpr (自 C23 起) 的文件作用域变量都具有此链接，所有声明为 static 的文件作用域函数（静态函数声明仅允许在文件作用域使用）也具有此链接。

• external linkage 。该变量或函数可以被整个程序中任何其他翻译单元引用。所有未声明为 static 或 constexpr (since C23) 的文件作用域变量、所有未声明为 static 的文件作用域函数声明、所有块作用域函数声明，以及所有声明为 extern 的变量或函数（除非此时可见的先前声明具有内部链接）都具有此链接属性。

如果同一标识符在同一翻译单元中同时具有内部链接和外部链接，则行为未定义。这种情况在使用 试探性定义 时可能出现。

链接与库

具有外部链接的声明通常会在头文件中提供，以便所有 #include 该文件的翻译单元都能引用在其他地方定义的相同标识符。

任何具有内部链接性且在头文件中出现的声明，都会在每个包含该头文件的翻译单元中生成一个独立且不同的对象。

库接口，头文件 "flib.h"：

#ifndef FLIB_H
#define FLIB_H
void f(void);              // 具有外部链接的函数声明
extern int state;          // 具有外部链接的变量声明
static const int size = 5; // 具有内部链接的只读变量定义
enum { MAX = 10 };         // 常量定义
inline int sum (int a, int b) { return a + b; } // 内联函数定义
#endif // FLIB_H

库实现，源文件 "flib.c":

#include "flib.h"
static void local_f(int s) {} // 具有内部链接的定义（仅在此文件中使用）
static int local_state;       // 具有内部链接的定义（仅在此文件中使用）
int state;                       // 具有外部链接的定义（由 main.c 使用）
void f(void) { local_f(state); } // 具有外部链接的定义（由 main.c 使用）

应用程序代码，源文件 "main.c":

#include "flib.h"
int main(void)
{
    int x[MAX] = {size}; // 使用常量与只读变量
    state = 7;           // 修改 flib.c 中的 state
    f();                 // 调用 flib.c 中的 f() 函数
}

关键词

auto 、 register 、 static 、 extern 、 _Thread_local thread_local

注释

typedef 和 constexpr (C23起) 说明符在C语言文法中被正式列为存储类说明符，但并不指定存储。

在文件作用域中，被声明为 const 且未使用 extern 的命名，在C语言中具有外部链接（作为所有文件作用域声明的默认行为），但在C++中具有内部链接。

示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 静态存储期
int A;
int main(void)
{
    printf("&A = %p\n", (void*)&A);
    // 自动存储期
    int A = 1;   // 隐藏全局变量 A
    printf("&A = %p\n", (void*)&A);
    // 动态分配存储期
    int* ptr_1 = malloc(sizeof(int));   // 开始动态分配存储期
    printf("address of int in allocated memory = %p\n", (void*)ptr_1);
    free(ptr_1);                        // 结束动态分配存储期
}

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

参考文献

参见