条件变量原理（条件变量原理图）



一、前言

  相对于从名称定义全局变量、静态变量、const常量去了解他们，我们不如从本质上去区分他们。也就是从另一个角度看待这些变量或常量的区别。

对于C++中的变量而言，它有三种特性，存储持续性、作用域、以及链接性。

其中存储连续性描述的是变量的生命周期，作用域和连接性描述的是变量的可见和可使用的范围，作用域一般针对于文件内部而言，链接性则是针对于文件与文件之间而言。

显然，变量的生命周期和变量的可使用范围是有关系的，所以这就是我们在区分他们名称的时候会有困惑的原因。

另外，为了更好的了解下面的内容，这里先介绍一下C++的单定义规则(One Definition Rule), 该规则指出，变量只能有一次定义，一种是定义声明(defining declaration)，简称定义，他给变量分配存储空间，另外一种使引用声明(referencing declaration)，简称声明，它不给变量存储空间，因为它引用已有的变量。

二、存储持续性

类型：

(1)自动存储持续性： 在函数定义中声明的变量-包括函数参数-具有自动存储持续性。 它们是在程序执行进入它们的函数或块时创建的 当执行离开函数或块时，为它们使用的内存被释放。 其中C++有两种自动存储持续性的变量。

(2)静态存储持续性： 在函数定义之外或使用关键字static定义的变量具有静态存储持续时间。 它们一直持续到程序运行的整个时间。 C++有三种静态持续性变量。

(3)线程存储持续性：如果变量使用了关键字thread_local，那么它的声明周期就跟线程的声明周期一样长。

(4)动态存储持续性：用new运算发分配的内存一直存在，知道使用delete运算符将其释放或者程序结束为止。

我们接触到最多的就是通过static关键字来定义变量的静态存储持续性，也就是使用了static关键字的变量，他们的生命周期将持续到程序结束。但值得注意的是，static关键字不仅仅改变了变量的存储持续性，也能影响链接性，详细的介绍见下。

三、作用域

作用域(scope）描述了名称在文件(也称为翻译单元，因为各文件是单独编译的)的作用范围。

类型：

(1) 局部作用域：只在定义它的代码块中可用。

(2)全局作用域，在定义位置到文件结尾都可用。

所以我们说全局变量、局部变量，描述的是作用域。一般来讲，在没有添加static关键字的情形下，全局变量具有静态存储持续性，而局部变量具有自动存储持续性。当人为添加static关键字后，无论是全局变量还是局部变量，都具有静态存储持续性。

四、链接性

我们刚刚说到，static关键字不仅影响存储持续性，此外它还跟const一起会影响链接性，它们将变量的链接性分成了三类。

类型：

(1)外部链接性，可以被其他文件使用，持有该特性的变量：不加static且不加const的的全局变量

外部链接如何使用：

在a.cpp中我们定义了全局变量global，根据其链接性我们可以在b中使用它，但是要加上extern表示该变量来自外部文件，实际上global变量在内存中只有一个。

同时不能做赋值操作，只能是声明，如果b.cpp中语句为extern int global=1，那么则会再定义一个global变量，为其分配内存空间，此时，名字为global的变量在内存中有两个,一个在a中，一个在b中。

(2)内部链接性，只能在当前文件使用，持有该特性的变量：加了static的全局变量，或者加了const的全局变量

(3)无链接性， 只能带当前文件的局部使用，持有该特性的变量：加了static的局部变量

const关键字也能使全局变量变成内部链接性的变量（这是在C++中加上去的），如果我们想让const类型的全局变量链接性变成外部的，那么可以加入extern关键字，下面的例子就是a定义外部链接性的const常量states，b则是通过外部链接引用了a中的states。(static 前不能这样加extern实现这样的效果，会报错）

五、汇总

六、其他说明符和限定符

在上面我们了解了了static说明符和extern说明符, 下面看看其他常用的说明符

七、static的在类中的使用

在类中我们一般对类的成员函数加上static关键字，说明该函数时静态函数，它实际上也是指示静态存储持续性，就是这个类函数的生命周期等同于程序的生命周期，即使不创建类对象，只要加载了类，就可以对该函数进行访问。(当然，但我们对成员变量加上static的时候，也是一样的效果）。

同时需要注意的是static的函数只能访问static的变量或函数，因为其他非static的成员隶属于实例化了的类对象，当对象不存在时，这些成员也没有被分配内存，所以就设置让static的函数不能访问非static的类成员。

八、参考资料

C++ primer plus

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