c - 静态与全局在 C 中的速度和空间消耗

Question

我想知道静态变量和全局变量在访问速度和空间消耗方面的区别。（如果你想知道我的平台：Windows 上的 gcc 编译器。（我使用 Cygwin 和 Triton IDE 在 Windows 上进行 ARM7 嵌入式编程。Triton 在 Java 平台上带有 gcc 编译器，可以在 Windows 上运行。））

（显然我知道这个问题的文件和功能范围）

编辑：好的，给我一个关于任何微控制器/处理器环境的答案。

Answer 1

空间没有区别，它们的数量相同。

但是有一个速度差异：静态更快。

当然，对变量的内存访问对于全局和静态来说是一样的。但是当你有静态时编译器可以优化。当它编译一个模块时，它知道对模块外部函数的任何函数调用都不能改变静态变量。所以它确切地知道发生了什么，并且可以例如通过函数调用将其保存在寄存器中。当它是全局的并且您从不同的模块调用函数时，编译器无法知道它的作用。因此，他必须假设函数访问变量并更改它，从而导致存储和重新加载。

使用 gcc 您可以同时传递所有.c源代码，因此它还可以查看函数调用来自不同模块的函数时发生的情况。要使其工作，您必须同时传递所有.c文件-combine和-fwhole-program. 这-fwhole-program使得所有全局变量都是静态的（不是模块静态，而是编译单元静态，即所有给定的.c文件一起）。进行模块间分析-combine。

Answer 2

空间消耗：基本没有区别。唯一会出现空间问题的情况是，如果您设法将相同的静态数据块隐藏在 N 个对象文件中，那么您会得到 N 的乘法因子，如果它是单个全局片段，您可能只有 1 个副本数据的。然而，这是一个错误的设计问题。信息隐藏是好的——除非信息不应该被隐藏。

访问速度：没有区别。

Answer 3

很难猜测或估计。这可能需要时间，但我会制作一个示例项目并测试速度。使用循环测试访问速度和空间。使用该架构的模拟器测试示例项目。

Answer 4

我希望任何差异都来自打包（空间）和缓存（速度）问题。这两者也可能来自其他任何事物。

Answer 5

当涉及到space时，您描述的 env没有区别。静态或全局 var 消耗的内存量相同。

出于速度考虑（但不是好的做法） ，如果您需要访问一个文件之外的 var，您可能更喜欢 global vars 。（参考使用external char my_global_char_placed_else_where;）

为了更好地练习，您可以使用 get/set 函数，但它们速度较慢。因此，您可以使用宏来获取/设置全局变量，以向代码读者隐藏变量实际上是全局的，但这有点像作弊。但它可以使代码更具可读性。

如果您比较将 var 隐藏在函数内部，那么与将其放在函数外部相比没有区别，并且更多函数可以访问 var。

我自己使用 MSP430、ARM7（仅用于测试）和 AVR32 micros 进行开发

Answer 6

乔纳森所说的并不完全正确。静态和全局变量都将（必须）保存在 ZI（或 RW 数据）区域中。编译器不能严格地将它“保留”在寄存器上——它可能做的是将值加载到寄存器中，将该寄存器用于所有操作，然后将该值保存回来——这是编译器特定的优化。即便如此，编译器也没有理由对全局变量也这样做：除非你当然让它变得易变。但是，从技术上讲，您也可以将静态变量设为 volatile，因此同样没有区别。

编辑：哦，是的 - 空间：没有区别。