c - 如果未初始化，自动变量是否具有静态生命周期？

Question

我很清楚静态局部变量的概念:全局生命周期，局部作用域。同样，我理解自动变量是在程序流进入和离开变量上下文时自动分配/解除分配的。

#include <stdio.h>

void test_var(void){
    static unsigned foo = 0;
    unsigned bar = 0;
    printf(" %u   %u\n", foo++, bar++);
}

int main(void){
    printf("Foo Bar\n");
    printf("--- ---\n");
    for(unsigned x = 0; x < 10; x++){
        test_var();
    }

    return 0;
}

因此，前面的示例按预期运行并打印以下输出:

Foo Bar
--- ---
 0   0
 1   0
 2   0
 3   0
 4   0
 5   0
 6   0
 7   0
 8   0
 9   0

让我感到困惑的是变量在未初始化时的行为方式:

#include <stdio.h>

void test_var(void){
    static unsigned foo;    /* not initialized */
    unsigned bar;           /* not initialized */
    printf(" %u   %u\n", foo++, bar++);
}

int main(void){
    printf("Foo Bar\n");
    printf("--- ---\n");
    for(unsigned x = 0; x < 3; x++){
        test_var();
    }

    return 0;
}

输出:

Foo Bar
--- ---
 0   2
 1   3
 2   4
 3   5
 4   6
 5   7
 6   8
 7   9
 8   10
 9   11

所以 static 变量 的行为符合预期——获取默认值 0 并通过函数调用保持不变；但是 automatic 变量 似乎也一直存在——尽管它持有一个垃圾值，但它会在每次调用时递增。

发生这种情况是因为该行为在 C 标准 中未定义，还是标准中有一组规则可以对此进行解释？

Answer 1

C 标准规定对象的生命周期是保证其存储的时间(例如，参见 ISO/IEC 9899:TC3 的 6.2.4)。静态变量和全局变量的生命周期贯穿整个程序，为此，标准保证了上述行为。这些值在程序启动前被初始化。对于自动对象，对象也位于一个不变的地址，但只能在其整个生命周期内得到保证。因此，尽管 bar 在多个函数调用中似乎仍然存在，但您不能保证。这也是为什么你应该总是初始化你的变量，在你使用它之前你永远不知道哪个变量在同一个地方。

我稍微调整了程序以同时打印静态和局部变量的地址:

#include <stdio.h>

void test_var(void){
    static unsigned foo;    /* not initialized */
    unsigned bar;           /* not initialized */
    printf(" %u   %u\t%p\t %p\n", foo++, bar++, &foo, &bar);

}

int main() {
    printf("Foo Bar\n");
    printf("--- ---\n");
    for(unsigned x = 0; x < 3; x++){
        test_var();
    }

    return 0;
}

这在我的电脑上产生了以下输出:

Foo Bar
--- ---
 0   33616  0x1067c  0xbee894fc
 1   33617  0x1067c  0xbee894fc
 2   33618  0x1067c  0xbee894fc

这表明在我的机器上，静态 foo 和自动 bar 每次调用都在相同的各自地址，但这是巧合，C 标准没有'保证 bar 始终位于同一地址。