C++内存模型

1、存储持续性

C++使用四种不同方案来存储数据，它们的区别在于数据在内存中保留的时间，也叫做存储持续性

（1）自动存储持续性

　　在函数定义中声明的变量，包括函数参数。

（2）静态存储持续性

　　在函数定义外和使用关键字static定义的变量。它们在程序整个运行过程中都存在。

（3）线程存储持续性

　　在C++11中，如果使用关键字thread_local声明变量，则变量生命期和所属线程一样长。

（4）动态存储持续性

　　使用new运算符分配内存的数据。

2、作用域和链接性

作用域描述了名称在文件的多大范围内可见。包括函数定义或者代码块内可见、当前文件内可见和整个程序可见。链接性描述了名称如何在不同单元间共享。链接性为外部的名称可在文件间共享，链接性为内部的名称只能在当前文件中共享。自动变量的名称没有链接性，因为它们不能共享。作用域和链接性的意思一样。

3、静态存储持续性变量的作用域和链接性

静态存储持续性地变量在程序运行过程中在内存中都存在，静态变量默认被初始化为0，包括三种作用域和链接性

（1）外部链接性（作用域为整个程序）

在函数或者代码块外面声明的变量，也称为外部变量

（2）内部链接性（作用域为当前文件）

在函数或者代码块外面声明，并且使用static限定符的变量

（3）无链接性（作用域为当前函数或者代码块）

在函数或者代码块内部声明，并且使用static限定符的变量

4、单定义规则

同一个变量，只能有一次定义和初始化。C++提供了两种变量声明，一种为定义声明（defining declaration），简称定义，它为变量分配存储空间；一种为引用声明（referencing declaration），简称声明，它不给变量分配存储空间。引用声明使用关键字extern。外部链接性变量可以在头文件中进行声明，在源文件中进行定义和初始化，其他文件只要引用该头文件即可以访问该变量。内部链接性变量一般在源文件中定义变量，但是在头文件中定义变量也不影响，因为它的作用域为当前文件，如果两个源文件都引用该头文件，那么在两个文件中都将分别定义一个变量，分配两块内存。

5、const外部变量

默认情况下全局变量的链接性为外部的，加上const修饰符后，链接性为内部的。如果希望const修饰的常量链接性为外部的，则使用extern来修饰，例如extern const int i = 10。和外部变量不同，外部常量定义和声明必须都加extern修饰符。

6、函数和链接性

函数的存储持续性为静态的，链接性默认为外部的。可以在源文件中定义函数，在头文件中使用extern声明函数，当然extern可以省略。需要在函数定义和声明添加static关键字将函数的链接性变为内部的。非内联函数默认也要满足单定义规则，内联函数不受这一约束。

7、语言的链接性

链接程序要求每个函数都有不同的符号名。在C语言中，一个名称只对应一个函数，很容易实现。一般C语言编译器可能将fun这样的函数翻译为_fun。这种方法被称为C语言链接性。C++语言因为重载的使用，一个名称可以对应多个函数。C++编译器需要执行名称矫正或者名称修饰，为重载函数生成不同的符号名。例如，可能将fun(int)转换为_fun_i，将fun(double,double)转换为_fun_d_d，这种方法被称为C++语言链接性。如果在C++语言中使用C语言编译的库，则因为语言链接性不同，链接器无法寻找正确的函数符号，需要指定链接器按照C语言链接性去寻找函数符号。例如：

extern "C" void fun(int);

一般如果编译的C库不仅供C程序调用，也供C++程序使用，可以在C库头文件中添加如下代码

#ifdef __cplusplus       //如果采用了C++，如下代码使用C编译器
    extern "C" {            //在C语言中添加extern "C"会报错，因为这是C++语言的语法
#endif
/*C语言头文件*/
#ifdef __cplusplus      //结束使用C编译器
    }
#endif