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我想知道为什么 C、C++ 和 Java 中的静态变量默认初始化为零？为什么这不适用于局部变量？

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为什么静态变量是确定性初始化的而局部变量不是？

看看静态变量是如何实现的。它们的内存在链接时分配，它们的初始值也在链接时提供。没有运行时开销。

另一方面，局部变量的内存是在运行时分配的。堆栈必须增长。你不知道以前那里有什么。如果需要，您可以清除该内存（将其归零），但这会产生运行时开销。C++ 哲学是“你不用为你不使用的东西付费”，所以默认情况下它不会将内存归零。

好的，但是为什么静态变量初始化为零，而不是其他值？

好吧，你通常想用那个变量做点什么。但是你怎么知道它是否已经初始化呢？您可以创建一个静态布尔变量。但是它也必须可靠地初始化为某些东西（最好是假的）。指针呢？您宁愿希望它初始化为 NULL 而不是一些随机垃圾。结构/记录怎么样？它里面还有一些其他的数据成员。将它们全部初始化为其默认值是有意义的。但为简单起见，如果您使用“初始化为 0”策略，则不必检查各个成员并检查它们的类型。您可以将整个内存区域初始化为 0。

这并不是真正的技术要求。如果默认值不是 0，初始化的语义仍然可以被认为是合理的，但仍然是确定性的。但是，那个值应该是什么？您可以很容易地解释为什么使用 0（尽管听起来确实有点随意），但解释 -1 或 1024 似乎更难（尤其是变量可能不足以容纳该值等）。

而且您始终可以显式初始化变量。

而且你总是有 C++ 标准的第 8.5.6 段，它说“每个静态存储持续时间的对象都应该在程序启动时进行零初始化”。

有关更多信息，请参阅以下其他问题：

于 2009-12-02T12:47:20.300 回答
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C++ 标准的第 8.5.6 段指出：

“每个静态存储持续时间的对象都应在程序启动时进行零初始化”

（标准还说局部变量的初始化是未定义的）

至于为什么，标准并没有说明 ;) 一种猜测是它相当容易实现，没有任何额外的缺点。

于 2009-12-02T08:08:47.090 回答
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说java：

必须先初始化局部变量，然后才能访问它，因为这是一种安全增益。如果变量已明确设置，编译器会为您检查。

静态或类变量（具有 Object 类型）用 初始化null，因为编译器无法检查它们是否在编译时初始化。如果程序访问未初始化的变量，它不会让程序失败，而是使用null.

具有本机类型的变量无法获取null值，因此非局部变量使用0or初始化false，作为后备。当然，这不是最好的解决方案，但我不知道更好的解决方案。;-)

于 2009-12-02T08:13:29.527 回答
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所以在某种程度上，这些只是语言设计者的设计决定。但在 Java 中做出这些决定的可能原因是：

  • 对于静态/成员变量，如果您要将它们初始化为某个值，那么零是一个方便的值，因为 (a) 它通常是一个合适的值来表示“未设置为任何其他特殊值”，并且是您将拥有的值在某些情况下（例如柜台）无论如何都会选择；(b) 在内部，很可能零可用于“特殊”值，特别是在对象引用的情况下表示 null。
  • 对于局部变量，不给它们默认值允许强制程序员在读取变量之前设置一些值的规则，这实际上对于允许编译器发现某些错误很有用。

在局部变量的情况下，也可以想象一个局部变量可以被声明（在字节码/机器码级别本质上意味着分配堆栈空间/移动堆栈指针）但实际上从未在特定的代码路径中写入/读取。因此，没有默认值可以避免在这些情况下进行不必要的设置默认值工作。

不过，我再说一遍，这些在某种程度上是设计决策。它们本质上是在方便 JVM 实现和方便程序员之间进行权衡。

注意在 C/C++ 中，“静态”变量的含义与 Java 中的静态变量不同！

于 2009-12-02T08:30:13.230 回答
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这只是一个猜测，但它可能是静态的方式，因为它易于实现且有用。

编译器可以将所有变量共同分配到一个连续的内存区域，然后在memset()调用之前发出代码（一次调用）以清除它main()。在许多情况下，它还可以依赖操作系统的可执行文件格式的功能，如果该格式支持“ bss 部分”，而这些部分会被加载程序清除。这可以节省可执行文件中的空间，您可以

static unsigned char megabyte[1 << 20];

并且可执行文件不会增长一兆字节。

对于局部变量，这些都不适用；它们是“动态”分配的（通常在堆栈上），清除它们会浪费资源，因为它们通常很快就会被分配。

于 2009-12-02T08:14:08.763 回答
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这与 C/C++ 中“只为使用的东西付费”的概念有关。

对于静态变量，可以在不生成代码的情况下进行初始化。目标文件包含数据段中变量的初始值，当操作系统加载可执行文件时，它会在程序开始执行之前加载并映射该数据段。

对于局部变量，没有代码就无法初始化它们，因为它们不会被初始化一次，每次进入它们的作用域时都应该初始化它们；它们也被分配在堆栈中，并且当分配发生时，通常情况下堆栈中的初始值就是以前的值（除了那些罕见的时刻，您使堆栈增长得比以前增长得更多）。

因此，为了隐式初始化一个局部变量，编译器需要在没有程序员明确命令它这样做的情况下生成代码，这完全违背了那个“哲学”。

关于Java，据我所知，变量总是在程序进入其范围时被初始化，无论它们是否是静态的。它们之间唯一显着的区别是静态变量的作用域是整个程序。鉴于此，他们的行为是一致的。

于 2009-12-02T18:11:54.113 回答
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我对java一无所知，我怀疑java中的statics/locals有什么不同。

至于 c 和 c++，它是关于程序员关心他们的代码效果和喜欢被控制的。初始化局部变量意味着每次程序进入范围时都会执行额外的代码。对于可能是灾难的频繁调用的函数。

于 2009-12-02T08:23:14.913 回答