C++ STL開發溫習與總結（二）：2.C++儲存技術

      使用了多年C++，沒有系統的溫習總結過，所以準備溫習《C++STL程式設計師開發指南》，本系列篇章將會是溫習總結該書本概念和技術。

      本節討論的C++儲存技術保局哦C++儲存型別，C++儲存修飾符和C++物件的生存期三部分。

1 C++儲存型別

      C++儲存分型別告訴編譯程式如何儲存變數，主要有三種類型：extern儲存型別，static儲存型別和register儲存型別。

3-1 extern儲存型別

      由於C語言允許將分別編譯的達程式的各個模組連線在一起，以提高編譯速度，協作大專案管理，因此必須將程式需要的所有全域性變數通過某稱方法告知所有檔案。

      解決上述文件的方法：在一個檔案中說明所有全域性變數，在另一個檔案中使用extern再次描述它們。當在函式內部使用一個全域性變數，而它又是在同一檔案內說明時，可以選用extern，但一般很少這麼做，在C++面向物件程式設計方法當中這種方法幾乎已經不使用，而只是在C語言的原始碼中經常可以看見這種方法的身影。

3-2 static儲存型別

      靜態變數無論在函式中或在檔案中都是穩定的便娘。靜態區域性變數可以使編譯產生與全域性變數相同的永久性儲存區，其差異是靜態區域性變數僅對於說明它的模組內可知。

      將分型別static用於全域性變數，會使編譯器程式建立起僅在說明該全域性變數的檔案中可以認知的全域性變數

3-3 regsiter儲存型別

      regsiter儲存型別僅用於int型和char型別變數（而ANSIC標準拓展了regsiter的定義範圍，使其可用於修飾各種型別比納涼）。通常，regsiter要求編譯程式將它所說明的變數值儲存在CPU的暫存器中，這樣其運算就大大快於普通變數的運算。

      類似陣列那樣的大結構物件顯然不能放在暫存器中，但編譯程式將優化處理他們。

      register僅可用於區域性變數和函式的形式引數，因為這些變數都是預設的自動變數。由於register變數可以提高速度，因此它是最理想的迴圈控制變數。但在實際應用中，由於在同一時刻獲取優化速度的register變數有限（一個函式中所允許的暫存器變數的數目取決於處理器型別以及所指定的C語言的編譯程式），所以，應該將其用到最能發揮作用的地方，如多次引用同一變數的場合。

2 C++儲存修飾符

      用於控制對變數的存取或修改方法的修飾符有：const(常數型)、volatile(暫態型)。

2-1 const-常數型

      const型變數在程式執行期間是不可以改變的(const變數可以賦初值)編譯程式可以隨意將這些變數放到只讀儲存器(Rom)中。

      const變數的用途：可以阻止引數被函式修改，即當一個指標傳送給一個函式後，函式肯呢個修改該指標所指向的變數，如果指標在引數說明段用const修飾，函式就無法修改指標所指的內容了。

      通常，當一個標準庫函式不避修改呼叫引數指引的物件時，引數則用const來描述。const型變數可以被使用者的程式之外的東西修改，例如硬體裝置可以給const變數賦值。

2-2 volatile-暫態型 

      修飾符volatile通知編譯程式：變數值可能由程式中沒有顯示說明的方式所改變。例如：全域性變數的地址可能被傳遞到作業系統的時鐘子程式，用來儲存系統實時時間。

      引用volatile的原因：大多數C編譯程式都假定表示式內部的記憶體不變，並以這一假定來自動優化某些表示式。有些編譯程式在編譯過程中還改變表示式的計算順序，volatile可以防止這些改變的發生。

      const和volatile可以一起使用，例如：如果假定0x30是僅由外部條件改變的埠值，那麼下面說明即可以消除使用者希望防止的所有偶爾副作用。

const volatileunsigned char * port = 0x30;

3 C++物件的生存期

      不同的物件生存期不同。按生存期的物件可分為如下三種：

- 區域性變數：當物件被定義時呼叫建構函式，該物件被建立，當程式退出定義該物件所在的函式或程式塊時，呼叫解構函式，釋放該物件。

- 靜態物件：當程式第一次執行所定義的靜態物件時，該物件被建立，當程式結束時，該物件被釋放。

- 全域性物件：當程式開始時，呼叫建構函式建立該物件，當程式結束時呼叫解構函式釋放該物件。

3-1 類的作用域

      類域，它是指在類的定義中由一對花括號所括起來的部分。每一個類都具有該類的類域，該類的成員區域性在該類所述的類域中。

      在類的定義中可知，類域中可以定義變數，也可以定義函式。從這一點上看類域與檔案域很相似。但是，型別又不同於檔案域，在類域中定義的變數不能使用auto、register、extern等修飾符，只能用static修飾符，而定義的函式也不能 extern等修飾符。另外，在類域中的靜態成員和成員函式還具有外部的連線屬性。

      類域小於檔案域。

3-2 區域性類和巢狀類

      在一個函式提內定義的類成為區域性類。區域性類中只能使用它的外圍作用域中的物件和函式進行聯絡，因為外圍作用域的中的變數與該區域性類的物件無關。在定義區域性類時需要注意：區域性類中不能說明靜態成員函式，並且所有成員函式都必須定義在類體內。在實踐中，區域性類是很少使用的。

int a;
void fun();
{
       staticint a;
       classA { public: void init(int i) {a = i;}
};
A m;
m.init(10);

      在一個類中定義的類成為巢狀類，定義巢狀類的型別為外圍類。定義巢狀類的目的在於隱藏類名，減少全域性的識別符號，從而顯示使用者能否使用該類簡歷物件。這樣可以提高類的抽象能力，並且強調兩個類（外圍類和巢狀類）之間的主從關係。

class A:
{
public:
       classB{public: … private: …};
       voidf();
private:
       int a;
}

      其中，類B是一個巢狀類，類A是外圍類，類B定義在類A的類體內。以下對巢狀類的若干說明：

- 從作用域的角度看，巢狀類被隱藏在外圍類之中，該類名只能在外圍類中使用。如果在外圍類的作用域內使用該類名時，則需要加名字限定。

- 從訪問許可權的角度看，巢狀類名與它的外圍類的物件成員名具有相同的訪問許可權規則。不能訪問巢狀類的私有成員函式，也不能對外圍類的私有部分中的巢狀類建立物件。

- 巢狀類中的成員函式可以在它的類體外定義。

- 巢狀類中說明的成員不是外圍類中物件的成員，反之亦然。巢狀類的成員函式對外圍類的成員沒有訪問許可權，反之依然，在分析巢狀類與外圍類的成員訪問關係時，往往把巢狀類看作非巢狀類來處理。這樣，上述的巢狀類可寫成如下格式：

class A {public : void f(); private: int a;};
class B {public : … private: …}

由此可見，巢狀類僅僅是語法上的嵌入。

- 在巢狀類中說明的友元對外圍類的成員沒有訪問權。

- 如果巢狀類比較複雜，可以只在外圍類中對巢狀類進行說明，關於巢狀的詳細的內容可在外圍類意外的檔案域中進行定義。