前言

这一节我们将学习修饰符类型的的相关知识，可能会涉及到一些C++的基本语法以及C++变量类型、C++变量作用域的相关知识，如果你还有不明白的，请到C++基本语法和C++变量类型、C++变量作用域这里温故一下

C++存储类型

什么是存储类？

存储类决定了变量或函数的作用范围（在哪里可以访问）和生命周期（何时创建、何时销毁）。在C++中，存储类的关键字会放在变量或函数类型的前面，用来改变它们的默认行为。

C++中常见的存储类说明符

以下是C++存储类关键字的通俗解释：

1. auto（自动存储期，默认行为）

定义：这是C++的默认存储类说明符，通常可以省略不写。它表示变量的生命周期仅限于它所在的块（如函数内部）。
特点：
- 变量会在块结束时自动销毁。
- 在C++11后，auto更多用于自动推导变量类型，而不是存储类。

示例：

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void function() {
    auto int x = 10; // x 是局部变量，块结束后自动销毁
}

2. register（寄存器变量）

定义：建议编译器将变量存储在CPU寄存器中以提高访问速度。
特点：
- 在现代C++中（C++11及以后），register已经被废弃，编译器会自动优化变量的存储。
- 示例：
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  void function(register int x) {
  // x 是建议存储在寄存器中的变量
  }

3. static（静态存储期）

定义：表示变量的生命周期贯穿整个程序的运行期。
特点：
- 函数内部的static变量：只初始化一次，函数多次调用时会保留上次的值。
- 全局变量或函数的static：限制变量或函数只能在当前文件中使用。

示例：

void function() {
    static int count = 0; // count 只初始化一次
    count++;
    std::cout << count;  // 多次调用会保留上次的值
}

4. extern（外部链接）

定义：声明全局变量或函数，可以跨多个文件使用。
特点：
- extern告诉编译器变量或函数是在别的文件中定义的。
- 示例：
  文件1：file1.cpp：
  1
  int globalVar = 10; // 定义全局变量
  文件2：file2.cpp：
  1
  extern int globalVar; // 引用 file1.cpp 中的变量

5. mutable（可变成员变量）

定义：修饰类的成员变量，即使类对象是const，也允许修改这个变量。

特点：

通常用于需要在const成员函数中更新的变量，比如缓存或计数器。

示例：

class Example {
public:
    mutable int counter; // counter 可以在 const 函数中修改

    void increment() const {
        counter++; // 合法
    }
};

6. thread_local（线程局部存储期，C++11 引入）

定义：表示每个线程都有变量的独立副本，变量的生命周期与线程一致。
特点：
- 适合多线程编程中需要每个线程独立数据的场景。
- 示例：
  1
  thread_local int threadVar = 0; // 每个线程都有自己的 threadVar

示例总结

以下代码展示了不同存储类的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int globalVar; // 全局变量，默认是 extern

void function() {
    auto int localVar = 10;  // 局部变量，块结束后销毁
    static int staticVar = 20; // 静态变量，函数多次调用保留值
    thread_local int threadVar = 30; // 每个线程有独立的变量副本

    class MyClass {
    public:
        mutable int mutableVar; // 可变变量，即使对象是 const 也可以修改
        void modify() const {
            mutableVar = 50; // 合法
        }
    };
}

小总结

关键字	特点
`auto`	默认存储类，生命周期随块结束，现代C++更多用于类型推导。
`register`	提示编译器优化变量存储（C++11后废弃）。
`static`	生命周期贯穿整个程序，但作用范围受限。
`extern`	允许跨文件共享全局变量或函数。
`mutable`	允许修改`const`对象的成员变量。
`thread_local`	每个线程有独立变量副本，生命周期与线程一致（C++11后引入）。

常见存储类及其用途

1. `auto`（自动推导类型）

定义：自动根据初始化的值推断变量的类型。
特点：
- 省去了手动写类型的麻烦。
- 适合用在复杂类型的变量上，比如迭代器。

示例：

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auto a = 10;     // 推断为 int
auto b = 3.14;   // 推断为 double
auto c = "hello"; // 推断为 const char*

2. `register`（寄存器变量，C++11后已废弃）

定义：建议将变量存储在CPU寄存器中，以便快速访问。
特点：
- 提高访问速度，适合频繁使用的变量。
- 在现代编译器中，register的效果已被优化算法替代。

示例：

1	register int i = 0; // 提示编译器将 i 存储在寄存器中

3. `static`（静态变量）

定义：变量的生命周期贯穿程序始终，无论它在局部还是全局作用域。
特点：
- 局部静态变量：函数内部的static变量只初始化一次，值会在函数调用之间保留。
- 全局静态变量：只能在当前文件中使用，其他文件无法访问。
- 类静态变量：类中所有对象共享一个静态变量。

示例：

void counter() {
    static int count = 0; // 只初始化一次
    count++;
    std::cout << count << std::endl;
}

4. `extern`（外部变量）

定义：声明一个全局变量或函数，使其在多个文件之间共享。

特点：

通常用于跨文件访问变量或函数。

示例：
文件1：file1.cpp

1	int sharedVar = 42; // 定义全局变量

文件2：file2.cpp

1 2	extern int sharedVar; // 引用 file1 中的变量 std::cout << sharedVar;

5. `mutable`（可变成员变量）

定义：修饰类的成员变量，即使类对象是const，这个变量也可以被修改。
特点：
- 通常用于缓存、计数器等需要在const上下文中改变状态的场景。

示例：

class Example {
    mutable int counter; // 可变变量
public:
    void increment() const {
        counter++; // 合法
    }
};

6. `thread_local`（线程本地存储，C++11引入）

定义：每个线程都有一个独立的变量副本，线程之间互不干扰。
特点：
- 适用于多线程编程。
- 每个线程的thread_local变量在线程结束时销毁。

示例：

thread_local int threadVar = 0;

void threadFunc(int id) {
    threadVar = id; // 每个线程有独立的变量
}

使用场景总结

存储类	适用场景
`auto`	自动推断变量类型，简化复杂类型的声明。
`register`	提示频繁使用的变量（现代C++中已废弃）。
`static`	保留局部变量值、限制全局变量访问范围、类成员共享变量。
`extern`	跨文件共享全局变量和函数。
`mutable`	在`const`对象中允许修改成员变量（如缓存或计数器）。
`thread_local`	线程安全，每个线程都有独立的变量副本。