函数作用域中const静态变量的内存分配

Question

在C语言中，static const int和const int在内存分配方面有什么区别？

void f(int *a)
{
    static const int b = 10;
    const int c = 20;

    *a = b + c;
}

b只会消耗sizeof(int)吗？而c，对于值20，它会消耗sizeof(int)，并在f执行期间产生一条复制指令，还是只会消耗sizeof(int)？

- Spidey

Answer 1

语言标准对此没有任何规定。

但是，编译器很可能会将您的代码转换为以下内容：

void f(int *a) {
    *a = 30;
}

因此，它根本不分配任何内存（除了指令空间，显然）。

- Oliver Charlesworth

Answer 2

考虑到函数内部两个常量都是已知的，编译器有什么阻止它将其变为*a = 30;的理由吗？在这个例子中，b和c都不一定需要存储空间。

如果需要存储空间：

 static const int b = 10;

将占用一个sizeof(int)的空间[可能由于填充而使用更多空间，这取决于数据部分中a之前和之后出现了什么，并且没有说明编译器将为任何给定情况提供多少填充-无论是必要的还是不必要的，以使事情在编译器针对的系统上“正常工作”]。根据系统的架构，可能需要代码来设置b = 10 [有关其大小的信息请参见下文]。

 const int c = 20; 

在堆栈上可能会占用sizeof(int)字节，但也会有代码来初始化b为20 - 这可以是任何小数字 - 2、3、5、6、7、8、16或类似的数字，这取决于处理器架构和所需的指令类型。当然，编译器可以直接在需要的地方使用20。

但编译器要求的只是将*a设置为30，其他所有内容都是“由编译器决定”的。

- Mats Petersson

Answer 3

静态常量将在程序执行期间分配一次。

函数内的常量将在每次进入函数时分配到堆栈上，并在退出时从堆栈中释放。

我可能需要指出上面的“然而，编译器很可能会将您的代码转换为这样：”是不正确的。如果您请求“static”存储类，则没有编译器会忽略它，静态变量可以用于传递指针等其他原因。

- B. Nadolson

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如果OP的代码确实就是按照所写的那样，那么它可以像我的答案一样被“转换”。 - Oliver Charlesworth

我的gcc（4.6.2）和clang（3.0）从“-O”开始消除它。 - Daniel Fischer

没错。我想我更多地是在回答关于存储类问题的角度，而不是提供的代码。 - B. Nadolson

Answer 4

在您的示例中，它们的含义相同，并且正如@Oli所提到的，编译器将优化它，以使实际代码甚至可能不在最终代码中。

但是这里有一个不同的用例：

int func1(int v) {
 const int c_i = compute_some_things(v);/* calculate the c_i everytime we enter this function */
 return c_i = v + c_i;
}


int func2(int e) {
 static const int c_i = compute_some_things_one_time();/* c_i is calculated ONCE, the next time, the value of c_i is retained every time the function is entered */
 return c_i = e + c_i;
}

- user1009133

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我已经知道这个用例，我想知道在定义“真正”的常量时内存消耗情况。 - Spidey