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c语言静态变量和静态函数

static C语言

       C语言程序可以看成由一系列外部对象构成,这些外部对象可能是变量或函数。而内部变量是指定义在函数内部的函数参数及变量。外部变量定义在函数之外,因此可以在许多函数中使用。由于C语言不允许在一个函数中定义其它函数,因此函数本身只能是“外部的”。
       由于C语言代码是以文件为单位来组织的,在一个源程序所有源文件中,一个外部变量或函数只能在某个文件中定义一次,而其它文件可以通过extern声明来访问它(定义外部变量或函数的源文件中也可以包含对该外部变量的extern声明)。
       而static则可以限定变量或函数为静态存储。如果用static限定外部变量与函数,则可以将该对象的作用域限定为被编译源文件的剩余部分。通过static限定外部对象,可以达到隐藏外部对象的目的。因而,static限定的变量或函数不会和同一程序中其它文件中同名的相冲突。如果用static限定内部变量,则该变量从程序一开始就拥有内存,不会随其所在函数的调用和退出而分配和消失。
   C语言中使用静态函数的好处

  1.        静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区,直到退出应用程序实例,避免了调用函数时压栈出栈,速度快很多。
  2.        关键字“static”,译成中文就是“静态的”,所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式,而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心自己定义的函数,是否会与其它文件中的函数同名,因为同名也没有关系。

c语言中static的语义
1.static变量:
1).局部
a.静态局部变量在函数内定义,生存期为整个源程序,但作用域与自动变量相同,只能在定义该变量的函数内使用。退出该函数后, 尽管该变量还继续存在,但不能使用它。
b.对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值,则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值,则其值是不定的。
2).全局
全局变量本身就是静态存储方式, 静态全局变量当然也是静态存储方式。但是他们的作用域,非静态全局 变量的作用域是整个源程序(多个源文件可以共同使用); 而静态全局变量则限制了其作用域, 即只在定义该变量的源文件内有效, 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。
2.static函数(也叫内部函数)
只能被本文件中的函数调用,而不能被同一程序其它文件中的函数调用。区别于一般的非静态函数(外部函数) 
     static在c里面可以用来修饰变量,也可以用来修饰函数。
         先看用来修饰变量的时候。变量在c里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实我们平时所说的堆栈是栈而不包含对,不要弄混。
        int a ;
        main()
        {
             int b ; 
             int c* = (int *)malloc(sizeof(int));
        }
        a是全局变量,b是栈变量,c是堆变量。
       static对全局变量的修饰,可以认为是限制了只能是本文件引用此变量。有的程序是由好多.c文件构成。彼此可以互相引用变量,但加入static修饰之后,只能被本文件中函数引用此变量。
        static对栈变量的修饰,可以认为栈变量的生命周期延长到程序执行结束时。一般来说,栈变量的生命周期由OS管理,在退栈的过程中,栈变量的生命也就结束了。但加入static修饰之后,变量已经不在存储在栈中,而是和全局变量一起存储。同时,离开定义它的函数后不能使用,但如再次调用定义它的函数时,它又可继续使用, 而且保存了前次被调用后留下的值。
       static对函数的修饰与对全局变量的修饰相似,只能被本文件中的函数调用,而不能被同一程序其它文件中的函数调用。 
      static 声明的变量在C语言中有两方面的特征:
  1)、变量会被放在程序的全局存储区中,这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是它与堆栈变量和堆变量的区别。 
  2)、变量用static告知编译器,自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。

  问题:Static的理解

  关于static变量,请选择下面所有说法正确的内容:

  A、若全局变量仅在单个C文件中访问,则可以将这个变量修改为静态全局变量,以降低模块间的耦合度;

  B、若全局变量仅由单个函数访问,则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量,以降低模块间的耦合度;

  C、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时,需要考虑重入问题;

  D、静态全局变量过大,可那会导致堆栈溢出。

  答案与分析:

  对于A,B:根据本篇概述部分的说明b),我们知道,A,B都是正确的。

  对于C:根据本篇概述部分的说明a),我们知道,C是正确的(所谓的函数重入问题,下面会详细阐述)。

  对于D:静态变量放在程序的全局数据区,而不是在堆栈中分配,所以不可能导致堆栈溢出,D是错误的。

  因此,答案是A、B、C。

  问题:不可重入函数

  曾经设计过如下一个函数,在代码检视的时候被提醒有bug,因为这个函数是不可重入的,为什么?

unsigned int sum_int( unsigned int base )
{
 unsigned int index;
 static unsigned int sum = 0; // 注意,是static类型的。 
 for (index = 1; index <= base; index++)
 {
  sum += index;
 }
 return sum;
}

  答案与分析:

  所谓的函数是可重入的(也可以说是可预测的),即:只要输入数据相同就应产生相同的输出。
  这个函数之所以是不可预测的,就是因为函数中使用了static变量,因为static变量的特征,这样的函数被称为:带“内部存储器”功能的的函数。因此如果我们需要一个可重入的函数,那么,我们一定要避免函数中使用static变量,这种函数中的static变量,使用原则是,能不用尽量不用。
  将上面的函数修改为可重入的函数很简单,只要将声明sum变量中的static关键字去掉,变量sum即变为一个auto 类型的变量,函数即变为一个可重入的函数。
  当然,有些时候,在函数中是必须要使用static变量的,比如当某函数的返回值为指针类型时,则必须是static的局部变量的地址作为返回值,若为auto类型,则返回为错指针。

 

全局变量以及全局变量与静态变量的关系:

顾名思义,全局变量是指能够在全局引用的变量,相对于局部变量的概念,也叫外部变量;同静态变量一样,全局变量位于静态数据区,全局变量一处定义,多处引用,用关键字“extern”引用“外部”的变量。

全局变量也可以是静态的,在前面有过说明,静态全局变量的意义就是不让“外部”引用,是单个源文件里的全局变量,即是编译阶段的全局变量,而不是连接阶段的全局变量。

 

通过上面的分析,我们不难得出以下结论

1、 静态函数与普通函数的区别在于:静态函数不可以被同一源文件以外的函数调用。

2、 静态局部变量与普通局部变量的区别在于:静态局部变量只初始化一次,下一次初始化实际上是依然是上一次的变量;

3、 静态全局变量与普通全局变量的区别在于:静态全局变量的作用域仅限于所在的源文件。

posted on 2012-04-11 11:50  wly603  阅读(21384)  评论(2编辑  收藏  举报

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