自動變數
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在電腦編程領域,自動變數(Automatic Variable)指的是局部作用域變數,具體來說即是在控制流進入變數作用域時系統自動為其分配儲存空間,並在離開作用域時釋放空間的一類別變數。在許多程式語言中,自動變數與術語「局部變數」(Local Variable)所指的變數實際上是同一種變數,所以通常情況下「自動變數」與「局部變數」是同義的。
不同程式語言中的實現
自動變數在C與C++中的實現即為「自動變數」(Automatic Variable)。預設情況下,在代碼塊內聲明的變數都是自動變數,但亦可用自動變數的關鍵字auto明確標識儲存類[1];而如若使用register(而非auto)儲存類標識代碼塊內的變數,編譯器就會將變數快取於處理器內的暫存器中,此種情況下不能對該變數或其成員變數使用參照運算子&以取得其地址,因為&只能取得主記憶體空間中的地址;除此以外,由於暫存器的數量及其所能儲存的資料類型受硬件限制而可能無法儲存指定變數,編譯器可以忽略聲明內的register關鍵字。對於一個未初始化的自動變數來說,在為其賦值之前其值都為undefined(未定義)[2]。
在C++中,如諺語「資源取得即初始化」(Resource Acquisition Is Initialization,常縮寫為RAII)所述,自動變數的建構函式在程式執行至聲明部分的時候才會被呼叫,而當程式執行至所給的程式塊末端的時候則呼叫解構函式,這一特性常應用於資源的分配與釋放管理,如自動關閉已開啟的檔案或自動釋放空閒主記憶體。
自動變數在Java中的實現為「局部變數」(Local Variable)。Java中的自動變數與C、C++中的相似,但Java中並無auto、register這些標識儲存類用的關鍵字。但相對應的,Java編譯器亦不允許使用沒有明確初始化的局部變數(會提示錯誤),這一點與C、C++不同,在C與C++中編譯器只會對這類用法做出警告。根據Java標準的要求,每個局部變數在使用之前都必須明確地初始化[3],從這點來說Java中的局部變數與可以預設值(數值變數對應0,對象對應null[4])進行隱式初始化的實例變數是有所差異的。
自動變數在C與C++中的實現則為詞法變數(Lexical)、my/私有變數(Private Variable)。在Perl中,局部變數是以運算子my聲明的。未初始化的數據項的預設初值是undef,而未初始化的陣列與雜湊的預設初值則為()。Perl中亦可用local運算子將全域變數臨時用作自動變數,也即在不建立自動變數的情況下給一個全域變數(亦稱包變數)臨時賦值(原值則先儲存於別處)並將其作用域限定在代碼塊內,當執行到變數的作用域之外時再恢復原值[5]。
參考
- ^ 在C++當前的C++11標準中,關鍵字auto亦可用於對未標明類型的變數進行類型推斷。
- ^ 當前[update] C語言標準文件PDF (3.61MiB): section 6.2.4, Storage durations of objects(英文)
- ^ 4.12.5 Initial Values of Variables. Sun Microsystems. [2008-10-17]. (原始內容存檔於2012-09-03).(英文)
- ^ Private variables via my() - perlsub - perldoc.perl.org. [2008-10-17]. (原始內容存檔於2020-09-21).(英文)
- ^ Temporary values via local() - perlsub - perldoc.perl.org. [2011-02-25]. (原始內容存檔於2020-09-21).(英文)