C 中 static 的常见作用

C程序一直由下列部分组成:

  1)正文段——CPU执行的机器指令部分;一个程序只有一个副本;只读,防止程序由于意外事故而修改自身指令;   

  2)初始化数据段(数据段)——在程序中所有赋了初值的全局变量,存放在这里。   

  3)非初始化数据段(bss段)——在程序中没有初始化的全局变量;内核将此段初始化为0    

  4)栈——增长方向:自顶向下增长;自动变量以及每次函数调用时所需要保存的信息(返回地址;环境信息)。     

  5)堆——动态存储分。

1.全局静态变量

在全局变量之前加上关键字static,全局变量就被定义成为一个全局静态变量。

1)内存中的位置:静态存储区(静态存储区在整个程序运行期间都存在)

2)初始化:未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0(自动对象的值是任意的,除非他被显示初始化)

3)作用域:全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。

好处:

定义全局静态变量的好处:

1)不会被其他文件所访问,修改

2)其他文件中可以使用相同名字的变量,不会发生冲突。

2.局部静态变量

在局部变量之前加上关键字static,局部变量就被定义成为一个局部静态变量。

  1)内存中的位置:静态存储区

  2)初始化:未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0(自动对象的值是任意的,除非他被显示初始化)

  3)作用域:作用域仍为局部作用域,当定义它的函数或者语句块结束的时候,作用域随之结束。

注:当static用来修饰局部变量的时候,它就改变了局部变量的存储位置,从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后,并没有被销毁,而是仍然驻留在内存当中,直到程序结束,只不过我们不能再对他进行访问。

static用来修饰全局变量的时候,它就改变了全局变量的作用域(在声明他的文件之外是不可见的),但是没有改变它的存放位置,还是在静态存储区中。

3. 静态函数

在函数的返回类型前加上关键字static,函数就被定义成为静态函数。

函数的定义和声明默认情况下是extern的,但静态函数只是在声明他的文件当中可见,不能被其他文件所用。

定义静态函数的好处:

1)其他文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突

2)静态函数不能被其他文件所用。 存储说明符autoregisterexternstatic,对应两种存储期:自动存储期和静态存储期。 autoregister对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立,它在该程序块活动时存在,退出该程序块时撤销。

关键字externstatic用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期(static storage duration),或静态范围(static extent)。虽然他的值在函数调用之间保持有效,但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。

4.由于static变量的以上特性,可实现一些特定功能。

1)统计次数功能

声明函数的一个局部变量,并设为static类型,作为一个计数器,这样函数每次被调用的时候就可以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法,因为这个变量是和函数息息相关的,而函数可能在多个不同的地方被调用,所以从调用者的角度来统计比较困难。

5.不同类型变量的区别

auto类型(普通)局部变量相比, static局部变量有三点不同

1) 存储空间分配不同

auto类型分配在栈上, 属于动态存储类别, 占动态存储区空间, 函数调用结束后自动释放, static分配在静态存储区, 在程序整个运行期间都不释放. 两者之间的作用域相同, 但生存期不同.

2static局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作, 且只操作一次

3)对于局部静态变量, 如果不赋初值, 编译期会自动赋初值0或空字符, auto类型的初值是不确定的. (对于C++中的class对象例外, class的对象实例如果不初始化, 则会自动调用默认构造函数, 不管是否是static类型)

特点: static局部变量的”记忆性”与生存期的”全局性”

所谓”记忆性”是指在两次函数调用时, 在第二次调用进入时, 能保持第一次调用退出时的值.

6.外部静态变量/函数

C static有了第二种含义:用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。但为了限制全局变量/函数的作用域, 函数或变量前加static使得函数成为静态函数。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(所以又称内部函数)注意此时, 对于外部(全局)变量, 不论是否有static限制, 它的存储区域都是在静态存储区, 生存期都是全局的. 此时的static只是起作用域限制作用, 限定作用域在本模块(文件)内部.

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。

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