C++中静态变量的存储位置是何时确定的？

Question

我有如下简单程序：

int main()
{
    int x = 5;
    static int y = x;
    return (0);
}

使用gcc编译时，static int y = x; 这一行会产生错误，错误信息为 "initializer element is not constant"。我猜测这是由于 y 是一个静态变量，在编译时需要知道它在存储空间（data/bss）中的位置以及初始值。

然而，当使用g++编译时，没有任何错误，并且程序正常运行(打印出5)。

我的问题如下：

1. 我的猜测正确吗？
2. 如果是的话，在C++中为什么能够对静态变量进行这样的初始化？

- localhost

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对我来说工作得很好：https://godbolt.org/z/qc3f9r - The Philomath

@ThePhilomath 这就是问题所在，它在C++中可以工作，但在C中不行。 - Yksisarvinen

@Yksisarvinen：OP提到了“gcc”。我正在使用“gcc”。我错过了什么吗？ - The Philomath

是的，你关于静态初始化的说法是正确的。它发生在编译时。静态变量在编译时被初始化，并在运行时放置在代码的可执行部分中。 - Giriteja Bille

@ThePhilomath OP提到了gcc和g++。不幸的是，“GCC”是两者的通用名称，但是gcc命令默认构建C，而g++则构建C ++。这种差异还有更多，但我从未深入研究过，因此无法很好地解释它。 - Yksisarvinen

Answer 1

您的程序在C++中很好地形成，因为具有静态存储期的局部变量不是在启动时初始化（对于常量表达式有一些例外；在此示例中不适用），而是在第一次控制通过其声明时进行初始化，此时初始化表达式包含局部非静态变量 x 已经可用。

引用 cppreference / Storage duration - Static local variables [重点 是我的]

使用 static 或 thread_local (自 C++11 起) 说明符声明的块范围变量具有静态或线程 (自 C++11 起) 存储期，但是它们在第一次控制通过其声明时进行初始化（除非它们的初始化是零或常量初始化，在进入块之前可以执行）。在所有后续调用中，声明将被跳过。

然而，在C语言中，静态初始化不遵循相同的规则; 来自 cppreference / C language - Initialization:

当初始化一个具有静态或线程局部存储期的对象时，初始值中的每个表达式都必须是常量表达式或字符串字面值。因此，在 C 中，您的程序是不合法的。

- dfrib

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谢谢！如果是这样，那么 y 存储在哪里？我猜是 BSS 区？ - localhost

@Ben 不，.bss 通常用于未初始化和零初始化的静态数据。 y 的存储应该最终位于 .data 段中。 - dfrib

Answer 2

在C++中，静态局部变量仅在控制流第一次经过它们的声明时初始化。对于这种情况，y 在调用 main() 后被初始化，并且 x 已经被初始化为值 5，然后 y 也被初始化为 5。

只有在控制流第一次经过其声明时才进行初始化。

在C语言中，静态变量是在程序启动前（即在调用 main() 之前）初始化的；y不能从 main() 中的局部变量 x 进行初始化。

其生命周期为整个程序执行期间，其存储的值仅在程序启动前进行一次初始化。

- songyuanyao

Answer 3

我猜测这是https://en.cppreference.com/w/cpp/language/storage_duration#Static_local_variables的不同编译器解释。

通常，您只能将静态值分配给静态变量。这包括可执行文件的.data部分（例如，所有char*/c-style字符串本质上都是静态的）。

由于x不是静态值，因此gcc正确地发出了投诉。 G++是c++编译器，因此具有与默认情况下的C不同的实现。

- Lithium