C++高级面试题：解释 C++ 中的存储类别（Storage Class）

解释 C++ 中的存储类别（Storage Class）

在 C++ 中，存储类别（Storage Class）用于定义变量或函数的存储位置、作用域和生命周期。C++ 中的存储类别包括以下几种：

auto：该关键字用于指示编译器根据变量的初始化表达式自动推断其类型。

register：该关键字用于请求编译器将变量存储在寄存器中，以便快速访问。不过，现代编译器通常会忽略此请求，因为它们会自动对变量进行寄存器分配。

static：该关键字用于指示变量具有静态存储持续性，即在程序的整个生命周期内保持其值。对于全局变量，static 会使得变量的作用域仅限于声明它的文件。对于局部变量，static 会使得变量的生命周期延长到整个程序的执行期间，但作用域仍然限于声明它的代码块。

extern：该关键字用于声明一个全局变量或函数，但不定义它。它用于引用由另一个文件定义的全局变量或函数。

mutable：该关键字用于声明类的成员变量，在 const 成员函数中允许修改这些变量。

thread_local：该关键字用于声明线程局部变量，即每个线程都有自己的实例。

volatile：该关键字用于告诉编译器，变量的值可能会在程序的控制之外被改变，因此编译器不应对该变量的读写进行优化。

除了以上列出的存储类别外，C++ 标准还允许用户自定义存储类别，但这在实践中很少使用。

每种存储类别都有其特定的用途和限制。选择正确的存储类别可以提高程序的效率和可维护性。
以下是一个示例，演示了使用不同的存储类别声明变量：

#include <iostream>

void function() {
    // 局部变量，自动存储持续性，默认存储类别
    int localVar = 10;
    std::cout << "Local variable (auto): " << localVar << std::endl;

    // 静态局部变量，静态存储持续性
    static int staticVar = 20;
    std::cout << "Static local variable: " << staticVar << std::endl;

    // 寄存器变量，可能被存储在寄存器中，编译器可以忽略此请求
    register int registerVar = 30;
    std::cout << "Register variable: " << registerVar << std::endl;

    // 全局变量，静态存储持续性，默认外部链接性
    extern int globalVar;
    std::cout << "Global variable: " << globalVar << std::endl;
}

int globalVar = 40; // 全局变量的定义

int main() {
    function();
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了几种不同存储类别的变量：

localVar 是一个局部变量，具有自动存储持续性，默认情况下，它存储在堆栈上。
staticVar 是一个静态局部变量，具有静态存储持续性，它的生命周期延长到整个程序的执行期间，但作用域仅限于 function 函数。
registerVar 是一个寄存器变量，请求编译器将其存储在寄存器中，但编译器可以忽略此请求。
globalVar 是一个全局变量，具有静态存储持续性，默认情况下，它具有外部链接性，即可以在程序的其他文件中访问。
我们在main()函数中调用function()函数，以显示不同存储类别的变量的值。