2、基础 | C++ 变量

1. 全局变量与 static 变量（作用域、生存周期）

全局变量

• 作用域：全局变量的作用域从它被定义的地方开始，一直到程序结束。在定义它的文件内部以及通过 extern 关键字在其他文件中都可以访问。
• 生存周期：全局变量的生存周期贯穿整个程序执行期间，从程序开始执行到程序结束。

static 变量（在函数外部定义的）

• 作用域：static 变量具有文件作用域，即它只在定义它的文件内部可见，其他文件即使通过 extern 也不能访问。
• 生存周期：与全局变量相同，static 变量的生存周期也是贯穿整个程序执行期间，从程序开始执行到程序结束。但是，由于它的作用域限制，它只能在定义它的文件内部被访问和修改。

2. static 函数与普通函数的区别

• 作用域：static 函数具有文件作用域，即它只能在定义它的文件内部被调用。而普通函数（非static）则可以在整个程序中通过函数原型声明后，在任何文件中被调用（只要包含了相应的头文件或声明）。
• 链接性：static 函数具有内部链接性（internal linkage），这意味着编译器只为该函数生成一份代码，且该代码仅在该文件内部可见。而普通函数具有外部链接性（external linkage），编译器会为每个调用该函数的文件生成一份指向该函数代码的指针（或类似的机制），以便在链接时解析函数调用。
• 使用场景：static 函数常用于隐藏函数实现细节，减少命名冲突，或当函数只在定义它的文件内部使用时。普通函数则用于实现需要在多个文件中共享的功能。

3. 两个文件中声明两个同名变量？（使用了与未使用 extern？）

在C++中，如果两个文件中声明了同名的全局变量，并且没有使用extern关键字来明确指定它们之间的链接关系，那么这两个变量实际上是两个独立的变量，它们分别属于各自的文件作用域。

• 未使用 extern：每个文件中的同名全局变量都是独立的，它们之间没有任何关系。每个变量只在定义它的文件内部可见和可访问。

• 使用 extern：如果在一个文件中定义了全局变量（例如，在file1.cpp中定义了int x;），然后在另一个文件（file2.cpp）中想要访问这个变量，就需要在file2.cpp中使用extern关键字来声明这个变量（extern int x;）。这样，file2.cpp中的x就指向了file1.cpp中定义的那个全局变量，它们实际上是同一个变量。但是，需要注意的是，extern声明不能出现在函数内部，它必须位于所有函数之外的全局作用域中。

总结来说，extern关键字用于在多个文件中共享同一个全局变量的声明，而如果不使用extern，则每个文件中的同名全局变量都是独立的。

4. 全局数组和局部数组的初始化

全局数组

• 定义位置：全局数组是在函数外部定义的，即它们对整个程序可见。
• 初始化：
  • 如果没有显式初始化，全局数组（包括静态数组）的元素会自动初始化为0（对于基本数据类型，如int, float等）。这是因为全局变量和静态变量的存储区域在程序的数据段（data segment），未初始化的全局变量会被编译器自动初始化为0。
  • 如果显式初始化，则可以指定数组元素的具体值。
• 生命周期：全局数组的生命周期贯穿整个程序执行期间，从程序开始执行到程序结束。

局部数组

• 定义位置：局部数组是在函数内部定义的，其作用域限定在定义它的函数内部。
• 初始化：
  • 如果不显式初始化，局部数组不会自动初始化为0，它们的初始值是未定义的（即它们包含垃圾值）。
  • 如果显式初始化，可以指定数组元素的具体值，或者通过初始化列表进行部分或全部初始化。
• 生命周期：局部数组的生命周期从它被定义时开始，到包含它的函数执行结束时结束。

5. 指针和引用的区别

代表意义

• 指针：是一个变量，存储的是另一个变量的地址。指针可以指向任何类型的数据，包括数组、结构体、函数等。
• 引用：是变量的别名，必须在声明时被初始化，且一旦与某个变量绑定后，就不能再改变为另一个变量的引用。

内存占用

• 指针：占用内存空间，用于存储被指向变量的地址。指针的大小取决于系统架构（如32位系统下通常是4字节，64位系统下通常是8字节）。