c語言static的用法
時間：
長思709由 分享
C語言程序可以看成由一系列外部對象構成，這些外部對象可能是變量或函數(shù)。而內部變量是指定義在函數(shù)內部的函數(shù)參數(shù)及變量。外部變量定義在函數(shù)之外，因此可以在許多函數(shù)中使用。下面小編就來為大家介紹c語言static的用法。
一、c程序存儲空間布局
C程序一直由下列部分組成：
正文段——CPU執(zhí)行的機器指令部分；一個程序只有一個副本；只讀，防止程序由于意外事故而修改自身指令；
初始化數(shù)據(jù)段（數(shù)據(jù)段）——在程序中所有賦了初值的全局變量，存放在這里。
非初始化數(shù)據(jù)段（bss段）——在程序中沒有初始化的全局變量；內核將此段初始化為0。
棧——增長方向：自頂向下增長；自動變量以及每次函數(shù)調用時所需要保存的信息（返回地址；環(huán)境信息）。
堆——動態(tài)存儲分。 二、面向過程程序設計中的static
1.全局靜態(tài)變量
在全局變量之前加上關鍵字static，全局變量就被定義成為一個全局靜態(tài)變量。
內存中的位置：靜態(tài)存儲區(qū)（靜態(tài)存儲區(qū)在整個程序運行期間都存在）
初始化：未經(jīng)初始化的全局靜態(tài)變量會被程序自動初始化為0（自動對象的值是任意的，除非他被顯示初始化）
作用域：全局靜態(tài)變量在聲明他的文件之外是不可見的。準確地講從定義之處開始到文件結尾。
看下面關于作用域的程序：
查看原始代碼
//teststatic1.c
void display();
extern int n;
int main()
{
n = 20;
printf("%d\n",n);
display();
return 0;
}
查看原始代碼
//teststatic2.c
static int n; //定義全局靜態(tài)變量，自動初始化為0，僅在本文件中可見
void display()
{
n++;
printf("%d\n",n);
}
文件分別編譯通過，但link的時候teststatic1.c中的變量n找不到定義，產(chǎn)生錯誤。
定義全局靜態(tài)變量的好處：
<1>不會被其他文件所訪問，修改
<2>其他文件中可以使用相同名字的變量，不會發(fā)生沖突。
2.局部靜態(tài)變量
在局部變量之前加上關鍵字static，局部變量就被定義成為一個局部靜態(tài)變量。
內存中的位置：靜態(tài)存儲區(qū)
初始化：未經(jīng)初始化的全局靜態(tài)變量會被程序自動初始化為0（自動對象的值是任意的，除非他被顯示初始化）
作用域：作用域仍為局部作用域，當定義它的函數(shù)或者語句塊結束的時候，作用域隨之結束。
注：當static用來修飾局部變量的時候，它就改變了局部變量的存儲位置，從原來的棧中存放改為靜態(tài)存儲區(qū)。但是局部靜態(tài)變量在離開作用域之后，并沒有被銷毀，而是仍然駐留在內存當中，直到程序結束，只不過我們不能再對他進行訪問。
當static用來修飾全局變量的時候，它就改變了全局變量的作用域（在聲明他的文件之外是不可見的），但是沒有改變它的存放位置，還是在靜態(tài)存儲區(qū)中。
3.靜態(tài)函數(shù)
在函數(shù)的返回類型前加上關鍵字static，函數(shù)就被定義成為靜態(tài)函數(shù)。
函數(shù)的定義和聲明默認情況下是extern的，但靜態(tài)函數(shù)只是在聲明他的文件當中可見，不能被其他文件所用。
例如：
查看原始代碼
//teststatic1.c
void display();
static void staticdis();
int main()
{
display();
staticdis();
renturn 0;
}
查看原始代碼
//teststatic2.c
void display()
{
staticdis();
printf("display() has been called \n");
}
static void staticdis()
{
printf("staticDis() has been called\n");
}
文件分別編譯通過，但是連接的時候找不到函數(shù)staticdis()的定義，產(chǎn)生錯誤。
定義靜態(tài)函數(shù)的好處：
<1>其他文件中可以定義相同名字的函數(shù)，不會發(fā)生沖突
<2>靜態(tài)函數(shù)不能被其他文件所用。
存儲說明符auto，register，extern，static，對應兩種存儲期：自動存儲期和靜態(tài)存儲期。
auto和register對應自動存儲期。具有自動存儲期的變量在進入聲明該變量的程序塊時被建立，它在該程序塊活動時存在，退出該程序塊時撤銷。
關鍵字extern和static用來說明具有靜態(tài)存儲期的變量和函數(shù)。用static聲明的局部變量具有靜態(tài)存儲持續(xù)期（staticstorageduration），或靜態(tài)范圍（staticextent）。雖然他的值在函數(shù)調用之間保持有效，但是其名字的可視性仍限制在其局部域內。靜態(tài)局部對象在程序執(zhí)行到該對象的聲明處時被首次初始化。
由于static變量的以上特性，可實現(xiàn)一些特定功能。
1．統(tǒng)計次數(shù)功能
聲明函數(shù)的一個局部變量，并設為static類型，作為一個計數(shù)器，這樣函數(shù)每次被調用的時候就可以進行計數(shù)。這是統(tǒng)計函數(shù)被調用次數(shù)的最好的辦法，因為這個變量是和函數(shù)息息相關的，而函數(shù)可能在多個不同的地方被調用，所以從調用者的角度來統(tǒng)計比較困難。代碼如下：
查看原始代碼
void count();
int main()
{
int i;
for (i = 1; i <= 3; i++)
count();
return 0;
}
void count()
{
static num = 0;
num++;
printf(" I have been called %d",num,"times\n");
}
輸出結果為：
Ihavebeencalled1times.
C語言程序可以看成由一系列外部對象構成，這些外部對象可能是變量或函數(shù)。而內部變量是指定義在函數(shù)內部的函數(shù)參數(shù)及變量。外部變量定義在函數(shù)之外，因此可以在許多函數(shù)中使用。由于C語言不允許在一個函數(shù)中定義其它函數(shù)，因此函數(shù)本身只能是“外部的”。
由于C語言代碼是以文件為單位來組織的，在一個源程序所有源文件中，一個外部變量或函數(shù)只能在某個文件中定義一次，而其它文件可以通過extern聲明來訪問它（定義外部變量或函數(shù)的源文件中也可以包含對該外部變量的extern聲明）。
而static則可以限定變量或函數(shù)為靜態(tài)存儲。如果用static限定外部變量與函數(shù)，則可以將該對象的作用域限定為被編譯源文件的剩余部分。通過static限定外部對象，可以達到隱藏外部對象的目的。因而，static限定的變量或函數(shù)不會和同一程序中其它文件中同名的相沖突。如果用static限定內部變量，則該變量從程序一開始就擁有內存，不會隨其所在函數(shù)的調用和退出而分配和消失。
C語言中使用靜態(tài)函數(shù)的好處：
靜態(tài)函數(shù)會被自動分配在一個一直使用的存儲區(qū)，直到退出應用程序實例，避免了調用函數(shù)時壓棧出棧，速度快很多。
關鍵字“static”，譯成中文就是“靜態(tài)的”，所以內部函數(shù)又稱靜態(tài)函數(shù)。但此處“static”的含義不是指存儲方式，而是指對函數(shù)的作用域僅局限于本文件。
使用內部函數(shù)的好處是：不同的人編寫不同的函數(shù)時，不用擔心自己定義的函數(shù)，是否會與其它文件中的函數(shù)同名，因為同名也沒有關系。
c語言中static的語義
1.static變量:
1).局部
a.靜態(tài)局部變量在函數(shù)內定義,生存期為整個源程序，但作用域與自動變量相同，只能在定義該變量的函數(shù)內使用。退出該函數(shù)后， 盡管該變量還繼續(xù)存在，但不能使用它。
b.對基本類型的靜態(tài)局部變量若在說明時未賦以初值，則系統(tǒng)自動賦予0值。而對自動變量不賦初值，則其值是不定的。
2).全局
全局變量本身就是靜態(tài)存儲方式， 靜態(tài)全局變量當然也是靜態(tài)存儲方式。但是他們的作用域，非靜態(tài)全局 變量的作用域是整個源程序（多個源文件可以共同使用）； 而靜態(tài)全局變量則限制了其作用域， 即只在定義該變量的源文件內有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。
2.static函數(shù)（也叫內部函數(shù)）
只能被本文件中的函數(shù)調用，而不能被同一程序其它文件中的函數(shù)調用。區(qū)別于一般的非靜態(tài)函數(shù)（外部函數(shù)）
static在c里面可以用來修飾變量，也可以用來修飾函數(shù)。
先看用來修飾變量的時候。變量在c里面可分為存在全局數(shù)據(jù)區(qū)、棧和堆里。其實我們平時所說的堆棧是棧而不包含對，不要弄混。
查看原始代碼
int a ;
main()
{
int b ;
int c* = (int *)malloc(sizeof(int));
}
a是全局變量，b是棧變量，c是堆變量。
static對全局變量的修飾，可以認為是限制了只能是本文件引用此變量。有的程序是由好多.c文件構成。彼此可以互相引用變量，但加入static修飾之后，只能被本文件中函數(shù)引用此變量。
static對棧變量的修飾，可以認為棧變量的生命周期延長到程序執(zhí)行結束時。一般來說，棧變量的生命周期由OS管理，在退棧的過程中，棧變量的生命也就結束了。但加入static修飾之后，變量已經(jīng)不在存儲在棧中，而是和全局變量一起存儲。同時，離開定義它的函數(shù)后不能使用，但如再次調用定義它的函數(shù)時，它又可繼續(xù)使用， 而且保存了前次被調用后留下的值。
static對函數(shù)的修飾與對全局變量的修飾相似，只能被本文件中的函數(shù)調用，而不能被同一程序其它文件中的函數(shù)調用。
static 聲明的變量在C語言中有兩方面的特征：
1)、變量會被放在程序的全局存儲區(qū)中，這樣可以在下一次調用的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆棧變量和堆變量的區(qū)別。
2)、變量用static告知編譯器，自己僅僅在變量的作用范圍內可見。這一點是它與全局變量的區(qū)別。
問題：Static的理解
關于static變量，請選擇下面所有說法正確的內容：
A、若全局變量僅在單個C文件中訪問，則可以將這個變量修改為靜態(tài)全局變量，以降低模塊間的耦合度；
B、若全局變量僅由單個函數(shù)訪問，則可以將這個變量改為該函數(shù)的靜態(tài)局部變量，以降低模塊間的耦合度；
C、設計和使用訪問動態(tài)全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量的函數(shù)時，需要考慮重入問題；
D、靜態(tài)全局變量過大，可那會導致堆棧溢出。
答案與分析：
對于A，B：根據(jù)本篇概述部分的說明b)，我們知道，A,B都是正確的。
對于C：根據(jù)本篇概述部分的說明a)，我們知道，C是正確的（所謂的函數(shù)重入問題，下面會詳細闡述）。
對于D：靜態(tài)變量放在程序的全局數(shù)據(jù)區(qū)，而不是在堆棧中分配，所以不可能導致堆棧溢出，D是錯誤的。
因此，答案是A、B、C。
問題：不可重入函數(shù)
曾經(jīng)設計過如下一個函數(shù)，在代碼檢視的時候被提醒有bug，因為這個函數(shù)是不可重入的，為什么？
查看原始代碼
unsigned int sum_int( unsigned int base )
{
unsigned int index;
static unsigned int sum = 0; // 注意，是static類型的。
for (index = 1; index <= base; index++)
{
sum += index;
}
return sum;
}
答案與分析：
所謂的函數(shù)是可重入的（也可以說是可預測的），即：只要輸入數(shù)據(jù)相同就應產(chǎn)生相同的輸出。
這個函數(shù)之所以是不可預測的，就是因為函數(shù)中使用了static變量，因為static變量的特征，這樣的函數(shù)被稱為：帶“內部存儲器”功能的的函數(shù)。因此如果我們需要一個可重入的函數(shù)，那么，我們一定要避免函數(shù)中使用static變量，這種函數(shù)中的static變量，使用原則是，能不用盡量不用。
將上面的函數(shù)修改為可重入的函數(shù)很簡單，只要將聲明sum變量中的static關鍵字去掉，變量sum即變?yōu)橐粋€auto 類型的變量，函數(shù)即變?yōu)橐粋€可重入的函數(shù)。
當然，有些時候，在函數(shù)中是必須要使用static變量的，比如當某函數(shù)的返回值為指針類型時，則必須是static的局部變量的地址作為返回值，若為auto類型，則返回為錯指針。