全局变量、静态全局变量、静态局部变量

概述

这三种变量看起来好像很相似，不过还是有挺多区别的，它们的共同点就是其存储区都在全局区，可参考我的另外一片博客：C++全局变量（编译后）去哪儿。

比较

类型	作用域
全局变量	其它文件需要用extern关键字再次声明这个全局变量
静态全局变量	仅所在的文件才可以访问
静态局部变量	仅对其所在的函数体作用域可见

深入

有一位前辈写的一篇博客已经分析得很好了，不过没有实际的例子，我摘录一下，最后给个实验性的例子。

static全局变量：改变作用范围，不改变存储位置（把全局变量改变为静态全局变量后是改变了它的作用域，限制了它的使用范围）
static局部变量：改变存储位置，不改变作用范围（把局部变量改变为静态局部变量后是改变了它的存储方式，即改变了它的生存期）

最佳实践（Best Practice）

A.若全局变量仅在单个C/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，因为他们都放在静态数据存储区，全局可见；
D.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(这样的函数被称为：带“内部存储器”功能的的函数)
E.函数中必须要使用static变量情况: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。

然后，还发现了一个黑科技——static修饰的函数只能在本代码文件中访问，所以可以用此来实现“内部函数”。

实例

下面举一个例子，包含多个文件的，其中main.cpp为主要的逻辑实现，calc.h是这个函数库的头文件，calc.cpp是这个函数库的具体实现。

测试的内容主要是：三种变量的作用域

// main.cpp
#include <stdio.h>
#include "calc.h"

char globalStr[] = "globalStr";
static int staticNum = 233;


class StaticVar
{
    int val;
public:
    StaticVar(int val) : val(val) {
        printf("StaticVar born with val=%d\n", val);
    }
    ~StaticVar() {
        printf("StaticVar died...\n");
    }
    void addOne() {
        ++val;
        printf("now val = %d\n", val);
    }
};

void testStaticVar() {
    static StaticVar sv(233);
    sv.addOne();
}

int main() {
    int a, b;
    printf("Please enter two integer: ");
    scanf("%d%d", &a, &b);
    printf("%d ^ %d = %d\n", a, b, pow(a, b));

    testGlobalVar();

    for (int i = 0; i < 5; ++i)
        testStaticVar();

    // 尝试使用calc.h中定义的static函数，结果是行不通的～
    // testStaticFunc();

    return 0;
}

// calc.h
#ifndef __CALC_H__
#define __CALC_H__

// 通过extern来引用main.cpp中定义的globalStr，成功
// 说明全局非静态变量的作用域可以是整个源程序项目
extern char globalStr[];

// 尝试通过extern来使用main.cpp中定义的staticNum，结果也是行不通的
// 说明static全局变量的作用域仅限于其所在的文件
// extern int staticNum;

static void testStaticFunc();
int pow(int a, int b);
inline int abs(int a, int b);
void testGlobalVar();

#endif

#include "calc.h"
#include <stdio.h>

int pow(int a, int b) {
    // testStaticFunc();
    int ans = 1;
    for (int i = 0; i < b; ++i)
        ans *= a;
    return ans;
}

int abs(int x) {
    return x >= 0 ? x : -x;
}

void testGlobalVar() {
    printf("%s\n", globalStr);
}

void testStaticFunc() {
    printf("I am testStaticFunc\n");
}

编译运行的方式如下（我的是ubuntu上面用g++编译）：