在循环内声明静态和非静态变量答案

【问题标题】：Declaring static and non-static variables inside loops在循环内声明静态和非静态变量
【发布时间】：2021-07-25 18:24:31
【问题描述】：

我想在循环中使用一个变量，但我不希望在每次迭代时都重新声明它。显然我可以在循环外声明它，但我想知道如果我在循环内将它声明为 static 会发生什么。

为了测试这一点，我在 while 循环中声明了一个 static 和一个 非静态 变量，然后在每次迭代时打印它们的内存地址。我希望 non-static 变量的地址不断变化，而 static 的地址保持不变。

  while (true)
  {
    int var1;
    static int var2;

    cout << &var1 << "\n"
         << &var2 << endl;
  }

结果：令我惊讶的是，两个变量的地址保持不变。

这是某种编译器优化，还是我错误地认为重新声明 non-static 变量应该在每次迭代中产生不同的地址？我正在使用没有优化标志的 gcc 9.3.0。
static 变量是否是在循环外声明 非静态 变量的好选择（假设我在外部范围内不需要它并且我' m 不担心变量会保留其最后一个值，以防以后再次进入循环）？

【问题讨论】：

关于“好选择”：取决于您需要变量的用途。你打算如何使用它？你有什么具体的想法吗？
尝试将显示的代码放在不同的函数中，然后直接从main调用它和从另一个函数（由main调用）。那么你应该会看到不同。
@Someprogrammerdude 不同之处在于范围，当变量第二次进入循环时，它将以其最后一个值开始。我明白了，但还有其他问题吗？
不是范围，而是生命周期。 var1 和 var2 具有完全相同的范围。 var2 的static storage duration 意味着它的生命周期将是整个程序的完整运行时间。 Local static variables 也保证为零初始化，除非以其他方式显式初始化，并且初始化（并且仅初始化）保证是线程安全的并且只发生一次。
static 选项将为代码添加一些同步，因为函数static 对象保证在多线程代码中只被初始化一次。

标签： c++

【解决方案1】：

在循环的每次迭代中都会创建和销毁非静态变量。

碰巧它每次都是在同一个内存地址上创建的。

但是，依赖于此，并依赖于在循环迭代中保留变量的内容将是未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

期望编译器改变局部变量的地址是不合理的：只有有限数量的可能地址（2⁶⁴）但是你的循环是无限的，所以地址必须以某种方式重复。而最简单的重复方法就是立即重复。

关于static 是否足够好 - 取决于使用情况。然而，static 在大多数情况下可能并不比本地更好，否则static 将是默认行为。

【讨论】：

【解决方案3】：

static 变量显然只初始化一次，因此期望地址保持不变是完全合理的。

现在，对于非静态变量。在循环中声明变量时，它将在循环的下一次迭代之前被销毁。这意味着下次循环运行时内存将再次可用。因此，变量可能具有相同的地址。

事实上，编译器可能必须这样做，因为它无法知道循环将运行多少次。由于计算机只有有限的内存，我们不能在每次迭代时分配一个新变量。

一种思考方式是变量实际上是在循环之外创建的。事实上，某些语言（例如 Pascal）实际上要求您在函数的开头声明所有变量。只是在循环中声明变量会稍微减少认知负担，这就是大多数语言支持它的原因。但最终，这一切都归结为同一件事。

【讨论】：