面试题：C++中静态与动态引用全局变量的基础差异

Question

在C++中，简述通过静态方式和动态方式引用全局变量的主要区别，包括内存分配、作用域以及生命周期方面，并各举一个简单代码示例。

Answer 1

静态方式引用全局变量

1. 内存分配：在程序启动时，全局变量就被分配在静态存储区，这块内存空间在程序的整个运行期间都存在。
2. 作用域：全局变量的作用域是整个程序，在任何函数内部都可以访问，只要在访问前声明（如果变量定义在使用之后）。
3. 生命周期：从程序启动开始，到程序结束才释放，与程序的生命周期相同。

示例代码：

#include <iostream>
// 定义全局变量
int globalVar = 10; 

int main() {
    // 直接使用全局变量
    std::cout << "Global variable value: " << globalVar << std::endl; 
    return 0;
}

动态方式引用全局变量（通过指针动态分配全局变量）

1. 内存分配：使用new操作符在堆上分配内存，这是动态分配的过程，在需要时才分配内存。
2. 作用域：虽然指针本身可以在局部函数内定义，但指向的全局变量的堆内存空间，只要指针有效且未被释放，在程序任何地方都可通过指针访问。
3. 生命周期：由程序员手动管理，使用delete操作符释放内存，如果不及时释放会导致内存泄漏。

示例代码：

#include <iostream>
// 定义全局指针变量
int* globalPtr; 

int main() {
    // 动态分配内存给全局指针
    globalPtr = new int(20); 
    std::cout << "Dynamic global variable value: " << *globalPtr << std::endl; 
    // 释放内存
    delete globalPtr; 
    return 0;
}

主要区别总结

• 内存分配：静态方式在程序启动时于静态存储区分配；动态方式在需要时在堆上分配。
• 作用域：静态方式作用域为整个程序；动态方式通过指针操作，只要指针有效，在程序各处可访问，但指针本身作用域依定义位置而定。
• 生命周期：静态方式与程序生命周期相同；动态方式由程序员手动管理，需及时释放避免内存泄漏。