【C语言冷知识】03_作用域和生命周期，变量的自我修养

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01 - 变量的作用域和生命周期

  上一文我们从上帝的视角去看变量，看透了变量的本质，是一段有定义、有意义和可变的内存，这仅仅是她的语法和语义，落实到编程中，她是程序员进行创建和调用的，既然能在代码这个大千世界里面担任重要的角色，那么她就一定有属于自己的魅力之处，作用域和生命周期便是她的自我修养。变量的自我修养非常重要，她关乎到代码的设计，老规矩，我们先抛出几个问题：
  1、超过了作用域，生命周期的作用是什么？
  2、程序能知道变量的生命周期结束了吗？
  3、生命周期是动态的还是静态的？
  要搞清这些问题，必须先知道作用域和生命周期的本质是什么，知道本质方可解题。

02 - 变量的作用域

  作用域：能够通过变量名去访问这个变量的区域
  注意作用域强调的一定是通过变量名进行访问，通过指向变量的指针不算，干涩难懂？举个例子：

int* IncAndGetVar(void)
{
    static int Num = 0；
    Num++;
    
    return &Num;
}

void Func(void)
{
    int* pVar = IncAndGetVar();
    *pVar += 2;
}

  以上代码中，变量Num的作用域仅仅是IncAndGetVar函数内部，在Func（）函数中没有Num的作用域。因为Num是IncAndGetVar（）函数的静态局部变量，Num这个变量名只在函数内可见，因此Num的作用域只在IncAndGetVar（）函数内，即使Func（）函数得到了Num的地址并且改变了Num的值，但是并非使用变量本身的名字进行操作，所以超出了IncAndGetVar（），就超出了变量Num的作用域。这里可以得出一个结论：超出了作用域，也能访问到变量(通过地址)，前提是生命周期依然存在。

  知道本质后，关于什么全局静态、局部静态、全局自动变量等等的作用域还需要去背吗？不需要了，可以看名字就推导出作用域：
  全局自动变量：只要声明了该变量（extern xxx）和定义它的本文件且不存在同名的局部变量区域内，都是它的作用域，可以理解为工程内所有区域，如果全局和局部同名时，操作局部会屏蔽全局
  全局静态变量：只在定义它的文件且不存在同名的局部变量区域内，因为静态原因，其变量名其它文件不可见，同时如果全局和局部同名时，操作局部会屏蔽全局
……

03 - 变量的生命周期

  生存期：能够访问这个变量的时间段
  注意生命周期强调的是能够访问，访问有2种，1是变量名，2是指针，只要其中一种能够访问并且有效，那么生命周期就存在，于是判断变量的生命周期是否存在，就取决于它是否在内存有效，还是上面的例子：

int* IncAndGetVar(void)
{
    static int Num = 0;
    Num++;
    
    return &Num;
}

void Func(void)
{
    int* pVar = IncAndGetVar();
    *pVar += 2;
}

  变量Num的生命周期是整个程序运行阶段都存在的，因为它是局部静态变量，只要程序在运行，它就存在于内存当中，在内存有效，就有办法去访问它。
  变量pVar的生命周期是Func（）函数的内部，因为它是局部自动变量，函数Fcun调用结束后，pVar的空间将被编译器释放，一旦释放，此变量在内存就没有一席之地了，也就是无效，变量在内存中无效后，生命周期就随之结束。

  随后会有一个疑问，如果Num是局部自动变量呢？也就是下面：

int* IncAndGetVar(void)
{
    int Num = 0;
    Num++;
    
    return &Num;
}

void Func(void)
{
    int* pVar = IncAndGetVar();
    *pVar += 2;
}

  这样子学过C指针的估计都知道，这样程序一旦运行就可能会崩溃，因为局部自动变量在函数调用结束后，它的生命周期就结束了，本来它所占用的位置会被其他人占用，也就是它在内存已经无效，不能再去访问它。

04 - 回答问题

  1、超过了作用域，生命周期的作用是什么？
  超过了作用域，如果生命周期依然存在的话，生命周期的作用是让变量始终在内存有效，等着被访问，不能消失，就像站着茅坑不拉屎一样。

  2、程序能知道变量的生命周期结束了吗？
  不能知道，因为无法知道内存是否有效。

  3、生命周期是动态的还是静态的？
  是动态的，函数被调用的时候，局部变量生命周期存在，函数结束的时候，局部变量生命周期消失。