C语言之static静态变量

1. static 变量

静态变量的类型 说明符是static。 静态变量当然是属于静态存储方式,但是属于静态存储方式的量不一定就是静态变量。 例如外部变量虽属于静态 存储方式,但不一定是静态变量,必须由 static加以定义后才能成为静态外部变量,或称静态全局变量。

2. 静态局部变量
静态局部变量属于静态存储方式,它具有以下特点:
(1)静态局部变量在函数内定义 它的生存期为整个源程序,但是其作用域仍与自动变量相同,只能在定义该变量的函数内使用该变量。退出该函数后, 尽管该变量还继续存在,但不能使用它。

(2)允许对构造类静态局部量赋初值 例如数组,若未赋以初值,则由系统自动赋以0值。
(3)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。 根据静态局部变量的特点, 可以 看出它是一种生存期为整个源程序的量。虽然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。 因此,当多次调用一个函数且要求在调用之间保留某些变量的值时,可考虑采用静态局部变量。虽然用全局变量也可以达到上述目的,但全局变量有时会造成 意外的副作用,因此仍以采用局部静态变量为宜。

3.静态全局变量
全局变量(外部变量)的说明之前再冠以static 就构 成了静态的全局变量。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。 这两者在存储方式上并无不同。这两者的区别虽在于非静态全局 变量的作用域是整个源程序, 当一个源程序由多个源文件组成时,非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。 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。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内,只能为该源文件内的函数公用, 因此 可以避免在其它源文件中引起错误。从以上分析可以看出, 把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式即改变了它的生存期。把全局变量改变为静态变量 后是改变了它的作用域, 限制了它的使用范围。因此static 这个说明符在不同的地方所起的作用是不同的。

4. static 函数…..

内部函数和外部函数

当一个源程序由多个源文件组成时,C语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用,将函数分为内部函数和外部函数。
1 内部函数(又称静态函数)
如果在一个源文件中定义的函数,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,这种函数称为内部函数。
定义一个内部函数,只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可,如下所示:
static 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
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。

2 外部函数
外部函数的定义:在定义函数时,如果没有加关键字“static”,或冠以关键字“extern”,表示此函数是外部函数:
[extern] 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
调用外部函数时,需要对其进行说明:
[extern] 函数类型 函数名(参数类型表)[,函数名2(参数类型表2)……];

[案例]外部函数应用。
(1)文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}

(2)文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定义外部函数*/
{……}
(3)文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定义外部 函数*/
{……}
(4)文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定义外部函数*/
{……}


1、概述

  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。

  2、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。

  3、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。



转载于:https://www.cnblogs.com/sideandside/archive/2007/03/29/692559.html

<think>好的,我现在需要帮助用户理解C语言static静态变量的作用和使用场景。首先,我得回顾一下用户提供的引用内容,确保自己正确理解相关知识。 根据引用[1],static变量位于内存的全局静态区,只初始化一次。比如那个示例程序中的static a=5,每次调用fun函数时,a的值会保留下来,不会被重新初始化为5。这说明静态变量具有持久性。 引用[2]提到,在函数内部声明局部静态变量,其值在函数调用之间保持不变。这应该就是静态局部变量的特点,生命周期长,但作用域仅限于函数内部。比如用于统计函数被调用的次数。 引用[3]和[4]则区分了静态全局变量和静态局部变量。静态全局变量的作用域限制在定义它的文件内,其他文件无法通过extern访问,这有助于避免命名冲突。而静态局部变量虽然作用域在函数内,但生命周期是整个程序运行期间,且只初始化一次。 用户的问题是关于static变量的作用和使用场景,我需要将以上信息组织起来,分点说明。可能需要分为作用、使用场景两部分,每个部分再细分全局和局部的情况。 需要注意术语的准确性,比如作用域、生命周期等。同时,结合示例代码会更清晰,比如静态局部变量用于计数,静态全局变量用于文件内的共享数据,静态函数限制作用域等。 可能还需要对比普通变量,突出static的特点。比如普通局部变量每次调用函数都会重新初始化,而静态局部变量不会。静态全局变量与普通全局变量的区别在于作用域的范围。 另外,用户可能对初始化规则感兴趣,比如未初始化的静态变量默认为0,这在引用[3]和[4]中都有提到,需要指出。 最后,生成相关问题时要围绕static的不同应用,比如生命周期、作用域、初始化、使用场景举例等,确保问题覆盖知识点,帮助用户深入理解。</think>### C语言static静态变量的作用与使用场景 #### 一、核心作用 1. **控制作用域** - **静态全局变量**:用`static`修饰的全局变量,作用域仅限于**定义它的源文件**,其他文件无法通过`extern`引用[^3][^4]。例如: ```c // file1.c static int global_count = 0; // 仅file1.c内可见 ``` - **静态局部变量**:在函数内部定义的`static`变量,作用域仅限**函数内部**,但生命周期与程序一致[^2][^4]。 2. **延长生命周期** `static`变量的内存位于全局静态区,**程序启动时初始化一次**,程序结束后释放。 例如,函数内的静态局部变量会保留上次调用的值: ```c void counter() { static int count = 0; // 只初始化一次 count++; printf("Count: %d\n", count); } ``` 3. **默认初始化规则** 未显式赋初值时,系统自动初始化为`0`(数值类型)或`NULL`(指针类型)[^3][^4]。 --- #### 二、典型使用场景 1. **跨函数状态保留** 适用于需要**记录函数调用次数**或**保存中间状态**的场景: ```c int get_next_id() { static int id = 1000; // 初始化为1000,后续调用自增 return id++; } ``` 2. **模块化封装** 通过静态全局变量+静态函数,实现**模块内部私有数据**: ```c // 文件: utils.c static int cache_size; // 仅本文件可见 static void init_cache() { // 仅本文件可调用 cache_size = 1024; } ``` 3. **线程安全控制(需配合锁)** 在多线程中,静态变量可用于共享资源的计数或缓存,但需通过互斥锁保护[^4]。 4. **减少重复初始化开销** 对于大型数据结构(如查找表),声明为静态变量可避免重复创建: ```c void process_data() { static float lookup_table[1000]; // 仅初始化一次 // 使用查找表... } ``` --- #### 三、对比普通变量 | 特性 | 普通局部变量 | 静态局部变量 | 普通全局变量 | |-----------------|--------------------|--------------------|--------------------| | **作用域** | 函数内 | 函数内 | 所有文件 | | **生命周期** | 函数调用期间 | 程序运行周期 | 程序运行周期 | | **初始化次数** | 每次调用初始化 | 仅首次初始化 | 程序启动时初始化 | ---
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