变量除了作用域，还有存储期（storage duration）。存储期是指变量在内存中的存在期间。存储期可以分为静态存储期和动态存储期。
Static storage duration
所谓静态存储方式是指在程序运行期间，系统对变量分配固定的存储空间。
Dynamic storage duration
动态存储方式则是在程序运行期间，系统对变量动态地分配存储空间。
在动态存储区中存放以下数据：
- 函数形式参数。在调用函数时给形参分配存储空间。
- 函数中的自动变量（未加 static声明的局部变量）
- 函数调用时的现场保护和返回地址等。
如果在一个程序中两次调用同一函数，则要进行两次分配和释放，而两次分配给此函数中局部变量的存储空间地址可能是不同的。
存储方法分为静态和动态两种，具体分为4种：自动（auto），静态的（static），寄存器（register）和外部的 extern。
自动变量
在函数中的局部变量，如果不用关键字 static 加以声明，编译系统对它们是动态地分配空间的。函数的形参和在函数中定义的变量都属于此类。在函数调用结束时就自动释放这些空间（如果是复合语句中定义的变量，在复合语句结束时自动释放空间。）因此这类局部变量称为自动变量。
如
int f(int a) {
auto int b, c = 3; // a为形参，b, c 为int 自动变量
}
//f 执行完后，自动释放a, b, c 所占的存储单元
静态局部变量
有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值，
即其占用的存储单元不释放，在下一次该函数调用时，该变量保留上一次函数调用结束时的值。这时就应该指定该局部变量为静态局部变量（static local variable）。
#include <iostream>
using namespace std;
int f(int a) {
auto int b = 0;
static int c = 3;
b = b + 1;
c = c + 1;
return a + b + c;
}
int main(){
int a = 2, i;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
cout << f(a);
}
cout<<endl;
return 0;
}
// 运行结果为 7 8 9
说明
- 静态局部变量在静态存储区内分配存储单元。
- 为静态局部变量赋初值是在编译时进行的，即只赋值一次，在程序运行时它已有初值。以后每次调用函数时不再重新赋初值而只是保留上次函数调用结束时的值。而为自动变量赋初值，不是在编译时进行的，而是在函数调用时进行，每次调用重新给一次初值。
- 如果定义局部变量时不赋予初值的话，对静态局部变量来说，编译时自动赋初值0（对数值型变量）或空字符（对字符型变量）。而对自动变量来说，如果不赋予初值，则它的值是不确定的。
- 虽然静态局部变量在函数调用结束后仍存在，但其他函数是不能引用它的。
注意
静态存储多占内存，降低了程序的可读性，调用次数多时往往弄不清楚静态局部变量的当前值是什么。如不必要，不要多用静态局部变量。
用register声明寄存器变量
一般而已，变量的值存放在内存当中。需要用时才将内存中的变量送到 CPU 中的运算器。
如果一些变量使用频繁，如（一个函数中执行10000次循环，每次都要引用某局部变量），则为存取变量的值花不少时间。为提高执行效率，C++允许将局部变量的值放在 CPU 中的寄存器中，需要时直接从寄存器取出参加运算，不必再到内存中去取。这种变量叫寄存器变量。
如：
int fac(int n) {
register int i, f = 1; // define two register variables
for (int i = 1; i <= n; i++) {
f = f * i;
}
return f;
}
注意：在程序中定义寄存器变量对编译系统只是建议性的，非强制性的。当今的优化编译系统能够识别使用频繁的变量，从而自动将这些变量放到寄存器中，不需要程序员指定。
用 extern 声明外部变量
- 在一个文件内声明全局变量：如果外部变量不在文件的开头定义，其有效的作用范围只限于定义处到文件终了。如果在定义点之前的函数想引用该全局变量，则在引用之前用关键字 extern 对该变量作外部变量声明，表示该变量是一个将在下面定义的全局变量。这种声明称为提前引用声明。所以一般都把全局变量的定义放在引用它的所有函数之前，这样可以避免在函数中多加一个 extern 声明。
#include <iostream>
using namespace std;
int max(int, int);
int main(){
extern int a, b;
cout << max(a, b)<< endl;
return 0;
}
int a = 15, b = -7;
int max(int x, int y) {
int z;
z = x > y ? x : y;
return z;
}
// 结果为15
- 在多文件的程序中声明外部变量
一个 C++程序可以由一个或多个源程序文件组成。如果程序只由一个源文件组成，使用外部变量的方法前面提过。如果程序由多个文件组成呢？
如果一个程序包含两个文件，在两个文件中都用到同一个外部变量 num, 不能分别在两个文件中各自定义一个外部变量 num, 否则报错“重复定义”。正确做法是：在任一个文件中定义外部变量 num,而在另一文件中用 extern 对 num 作外部变量声明。即
extern int num;
编译系统由此知道 num是一个已在别处定义的外部变量，它先在本文件中找有无外部变量 num, 如果有，则其作用域扩展到本行开始，如果本文件中无此外部变量，则在程序连接时从其他文件中找有无外部变量 num，如果有，则把另一文件中定义的外部变量 num 的作用域扩展到本文件，在本文件中可以合法地引用该外部变量 num。
说明：extern 只能用来声明已定义的外部变量，而不能用于变量的定义。只要看到 extern，就可以判定这是变量声明，而不是定义变量的语句。
例如：
file1.cpp
extern int a, b;
int main() {
cout<<a << "," << b << endl;
return 0;
}
file2.cpp
int a = 3, b = 4;
.
.
.
输出 a 为3， b 为4。
用 static 声明静态外部变量
有时在程序设计中希望某些外部变量只限于被本文件引用，而不能被其他文件引用。这时可以在定义外部变量时加一个 static 声明。例如：
file1.cpp
static int a = 3;
int main() {
...
}
file2.cpp
extern int a;
int fun(int n){
...
a = a * n;
...
}
在 file1.cpp 中定义了一个全局变量 a，但它用 static 声明，因此只能用于本文件，虽然在 file2.cpp 文件中用了 extern int a, 但 file2.cpp 文件仍然无法使用 file1.cpp 中的全局变量 a。
这种加上 static声明、只能用于本文件的外部变量（全局变量）成为静态外部变量。
在程序设计中，常由若干人分别完成各个模块，各人可以独立地在其设计的文件中用相同的全局变量而互不相干。只需在每个文件中的全局变量前加上 static即可。如果已知道其他文件不需要引用本文件的全局变量，可以对本文件的全局变量都加上 static，成为静态外部变量，以免被其他文件误用。
注意：外部变量，不论加不加 static都采用静态存储方式，只是作用范围不同，都是在编译时分配内存。
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