静态变量在递归函数

文章讨论了静态变量在递归函数中的行为差异,静态变量存储在全局数据区域,导致例1和例2中乘法运算的区别:例1的i+1被计算,结果为120,而例2未运算,递归时i始终为0,输出为1。

静态变量在其作用域内,只有有一份,尽管是局部变量,但它不存在于栈上(实际上它存在于全局数据区域),因此每次得到的i的地址都是一样的。如果i是普通的自动变量,那么它就存在于栈上,随着每次递归而参与压栈和出栈,如果是这样的话,每次得到i的地址将是不同的。

例1

#include<stdio.h>

int fact( )

{ static int i=5;

   if(i==0)      return 1;

   else

    { i--;

       return((i+1)*fact( )); }

}

int main( )

printf("factor of 5!=%d\n",fact());

   return 0;}

输出结果为120

例2

#include<stdio.h>

int fact( )

{ static int i=5;

   if(i==0)      return 1;

   else

    { i--;

       return(fact( )*(i+1)); }

}

int main( )

printf("factor of 5!=%d\n",fact());

   return 0;}

输出结果为1

进行乘法运算时,例1的i+1已经运算并保存,而例2的i+1一直没有运算保存,故递归回来的时候i的值一直都是0.

### C语言中局部静态变量递归函数中的行为解释 在C语言中,局部静态变量的行为与其存储位置密切相关。不同于普通的自动变量(位于栈上),局部静态变量被分配在全局数据区[^4]。这意味着即使该变量是在某个函数的作用域内声明的,在整个程序运行期间也只存在一份副本。 当在一个递归函数中使用局部静态变量时,其值不会因为每次递归调用而重新初始化。相反,它的状态会在不同层次的递归调用之间保持一致。这是因为静态变量在整个程序生命周期内的唯一性和持久性决定了它不会像普通局部变量那样随函数调用结束而销毁[^3]。 #### 静态变量在递归中的具体表现 考虑如下代码片段: ```c #include <stdio.h> void recursiveFunction(int depth) { static int counter = 0; counter++; printf("Depth: %d, Counter: %d\n", depth, counter); if (depth > 0) { recursiveFunction(depth - 1); } } int main() { recursiveFunction(3); return 0; } ``` 在这个例子中,`counter` 是一个局部静态变量。无论 `recursiveFunction` 被调用了多少次,`counter` 的值始终会累加下去,而不是每次都重置为零。这是由于静态变量仅在第一次进入作用域时初始化一次,并且在后续访问中保留上次修改后的值。 #### 地址一致性验证 为了进一步理解这一点,可以打印出静态变量的地址: ```c #include <stdio.h> void checkStaticVariableAddress() { static int sVar = 0; printf("Address of static variable inside function: %p\n", &sVar); sVar++; // 修改静态变量的值以便观察变化 } int main() { for (int i = 0; i < 3; ++i) { checkStaticVariableAddress(); } return 0; } ``` 上述代码展示了不管函数执行了多少次迭代或者递归层深达到何种程度,静态变量 `sVar` 始终拥有相同的内存地址。这再次证明了静态变量并非存放在堆栈之中,而是独立存在于全局数据区内的一块固定空间里。 通过以上分析可以看出,利用局部静态变量能够有效地解决某些特定场景下的需求,比如统计递归调用次数等问题。然而需要注意的是,过度依赖这种机制可能会降低代码可读性和维护难度,因此应当谨慎选用此技术手段。
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