函数C语言语法知识之【static用法】

Static用法详解

一、基本概述

C语言代码是以文件为单位来组织的在一个源程序的所有源文件中一个外部变量注意不是局部变量或者函数只能在一个源程序中定义一次如果有重复定义的话编译器就会报错伴随着不同源文件变量和函数之间的相互引用以及相互独立的关系产生了extern和static关键字。

二、详细解析

 static关键字在编写程序时主要有三大类用法

1、 static全局变量

1进程在内存中的布局

我们知道一个进程在内存中的布局如下图所示其中

 . text段保存进程所执行的程序二进制文件

 .data段保存进程所有的已初始化的全局变量

 .bss段保存进程未初始化的全局变量其他段中还有很多乱七八糟的段暂且不作解释。

 在进程的整个生命周期中 .data段和.bss段内的数据是跟整个进程同生共死的也就是在进程结束之后这些数据才会寿终就寝。

2 static+变量含义

 当一个进程的全局变量被声明为static之后它的中文名叫静态全局变量。静态全局变量和其他的全局变量的存储地点并没有区别都是在.data段已初始化或者.bss段未初始化 内但是它只在定义它的源文件内有效其他源文件无法访问它所以普通全局变量穿上static外衣后它就变成了新娘 已心有所属只能被定义它的源文件新郎中的变量或函数访问。

3程序示例file1.h如下

#include <stdio.h>void printStr() ;

我们在file1.c中定义一个静态全局变量hello供file1.c中的函数printStr访问.

#include "file1.h"static char* hello = "hello cobing!";void printStr()

{printf("%s\n", hello) ;

}file2.c是我们的主程序所在文件 file2.c中如果引用hello会编译出错#include "file1.h"int main()

{printStr() ;printf("%s\n", hello) ;return 0;

}

报错如下

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file2.c: In function ‘main’ :

file2.c:6:错误 ‘hello’ 未声明 (在此函数内第一次使用)file2.c:6:错误 (即使在一个函数内多次出现每个未声明的标识符在其所在的函数内只报告一次。 )

如果我们将file2.c改为下面的形式

#include "file1.h"int main()

{printStr() ;return 0;

}

则会顺利编译连接。

运行程序后的结果如下

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2

[liujx@server235 static]$ ./file2hello cobing!

 上面的例子中 file1.c中的hello就是一个静态全局变量它可以被同一文件中的printStr调用但是不能被不同源文件中的file2.c调用。

2、 static局部变量

1基本概念

 普通的局部变量在栈空间上分配这个局部变量所在的函数被多次调用时每次调用这个局部变量在栈上的位置都不一定相同局部变量也可以在堆上动态分配但是记得使用完这个堆空间后要释放之。

 static局部变量中文名叫静态局部变量它与普通的局部变量比起来有如下几个区别

 位置静态局部变量被编译器放在全局存储区.data段注意不在.bss

段内原因见3所以它虽然是局部的但是在程序的整个生命周期中

存在。

 访问权限静态局部变量只能被其作用域内的变量或函数访问。也就是

说虽然它会在程序的整个生命周期中存在由于它是static的它不能

被其他的函数和源文件访问。

 值静态局部变量如果没有被用户初始化则会被编译器自动赋值为0

以后每次调用静态局部变量的时候都用上次调用后的值。这个比较好理

解每次函数调用静态局部变量的时候都修改它然后离开下次读的时

候从全局存储区读出的静态局部变量就是上次修改后的值。

2示例程序file1.h的内容和上例中的相同 file1.c的内容如下

#include "file1.h"void printStr()

{int normal = 0;static int stat = 0; //this is a static local varprintf("normal=%d----stat=%d\n",normal, stat) ;normal++;stat++;

}

为了便于比较定义两个变量普通局部变量normal和静态局部变量stat它们都被赋予初值0file2.c中调用file1.h

#include "file1.h"int main()

{printStr() ;printStr() ;printStr() ;printStr() ;printf("call stat in main: %d\n", stat) ;return 0;

}

这个调用会报错 因为file2.c中引用了file1.c中的静态局部变量stat如下

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file2.c: In function ‘main’ :file2.c:9:错误 ‘stat’ 未声明在此函数内第一次使用file2.c:9:错误 即使在一个函数内多次出现每个未声明的标识符在其所在的函数内只报告一次

编译器说stat未声明这是因为它看不到file1.c中的stat下面注掉这一行#include "file1.h"

int main()

{printStr() ;printStr() ;printStr() ;printStr() ;

//printf("call stat in main: %d\n", stat) ;return 0;

}

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2

[liujx@server235 static]$ ./file2normal = 0 ---- stat = 0normal = 0 ---- stat = 1normal = 0 ---- stat = 2normal = 0 ---- stat = 3

运行如上所示可以看出函数每次被调用普通局部变量都是重新分配而静态局部变量保持上次调用的值不变。

需要注意的是由于static局部变量的这种特性使得含静态局部变量的函数变得不可重入即每次调用可能会产生不同的结果这在多线程编程时可能会成为一种隐患需要多加注意。

3、 static函数

1基本概念

 相信大家还记得C++面向对象编程中的private函数私有函数只有该类的成员变量或成员函数可以访问。在C语言中也有“private函数” 它就是接下来要说的static函数完成面向对象编程中private函数的功能。 当你的程序中有很多个源文件的时候你肯定会让某个源文件只提供一些外界需要的接口其他的函数可能是为了实现这些接口而编写这些其他的函数你可能并不希望被外界非本源文件所看到这时候就可以用static修饰这些“其他的函数” 。

 所以static函数的作用域是本源文件把它想象为面向对象中的private函数就可以了。

2函数示例

file1.h如下

#include <stdio.h>static int called() ;void printStr() ;file1.c如下

#include "file1.h"static int called()

{return 6;

}void printStr()

{int returnVal;returnVal = called() ;printf("returnVal=%d\n",returnVal) ;

}file2.c中调用file1.h中声明的两个函数此处我们故意调用called() :#include "file1.h"int main()

{int val;val = called() ;printStr() ;return 0;

}

编译时会报错

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file1.h:3:警告 ‘called’ 使用过但从未定义

/tmp/ccyLuBZU.o: In function `main' :file2.c: . text+0x12 : undefined reference to `called'collect2: ld返回1

因为引用了file1.h中的static函数所以file2.c中提示找不到这个函数:undefined reference to 'called'

下面修改file2.c:

#include "file1.h"int main()

{

printStr() ;return 0;

}

编译运行

[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2

[liujx@server235 static]$ ./file2returnVal=6

 static函数可以很好地解决不同源文件中函数同名的问题 因为一个源文件对于其他源文件中的static函数是不可见的。