C語言代碼是以文件為單位來組織的毡代,在一個源程序的所有源文件中禁添,一個外部變量(注意不是局部變量)或者函數(shù)只能在一個源程序中定義一次黍判,如果有重復(fù)定義的話編譯器就會報錯。伴隨著不同源文件變量和函數(shù)之間的相互引用以及相互獨(dú)立的關(guān)系伪节,產(chǎn)生了extern和static關(guān)鍵字。
下面绩鸣,詳細(xì)分析一下static關(guān)鍵字在編寫程序時有的三大類用法:
一怀大,static全局變量
我們知道,一個進(jìn)程在內(nèi)存中的布局如圖1所示:
其中.text段保存進(jìn)程所執(zhí)行的程序二進(jìn)制文件呀闻,.data段保存進(jìn)程所有的已初始化的全局變量化借,.bss段保存進(jìn)程未初始化的全局變量(其他段中還有很多亂七八糟的段,暫且不表)捡多。在進(jìn)程的整個生命周期中蓖康,.data段和.bss段內(nèi)的數(shù)據(jù)時跟整個進(jìn)程同生共死的,也就是在進(jìn)程結(jié)束之后這些數(shù)據(jù)才會壽終就寢垒手。
當(dāng)一個進(jìn)程的全局變量被聲明為static之后蒜焊,它的中文名叫靜態(tài)全局變量。靜態(tài)全局變量和其他的全局變量的存儲地點(diǎn)并沒有區(qū)別科贬,都是在.data段(已初始化)或者.bss段(未初始化)內(nèi)山涡,但是它只在定義它的源文件內(nèi)有效,其他源文件無法訪問它唆迁。所以鸭丛,普通全局變量穿上static外衣后,它就變成了新娘唐责,已心有所屬鳞溉,只能被定義它的源文件(新郎)中的變量或函數(shù)訪問。
以下是一些示例程序
file1.h如下:
#include <stdio.h>
void printStr();
我們在file1.c中定義一個靜態(tài)全局變量hello, 供file1.c中的函數(shù)printStr訪問.
#include "file1.h"
static char* hello = "hello cobing!";
void printStr()
{
printf("%s\n", hello);
}
file2.c是我們的主程序所在文件鼠哥,file2.c中如果引用hello會編譯出錯
#include "file1.h"
int main()
{
printStr();
printf("%s\n", hello);
return 0;
}
報錯如下:
[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file2.c: In function ‘main’:file2.c:6: 錯誤:‘hello’ 未聲明 (在此函數(shù)內(nèi)第一次使用)file2.c:6: 錯誤:(即使在一個函數(shù)內(nèi)多次出現(xiàn)熟菲,每個未聲明的標(biāo)識符在其file2.c:6: 錯誤:所在的函數(shù)內(nèi)只報告一次看政。)如果我們將file2.c改為下面的形式:
#include "file1.h"
int main()
{
printStr();
return 0;
}
則會順利編譯連接。
運(yùn)行程序后的結(jié)果如下:
[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2[liujx@server235 static]$ ./file2hello cobing!上面的例子中抄罕,file1.c中的hello就是一個靜態(tài)全局變量允蚣,它可以被同一文件中的printStr調(diào)用,但是不能被不同源文件中的file2.c調(diào)
二呆贿,static局部變量
普通的局部變量在椚峦茫空間上分配,這個局部變量所在的函數(shù)被多次調(diào)用時做入,每次調(diào)用這個局部變量在棧上的位置都不一定相同冒晰。局部變量也可以在堆上動態(tài)分配,但是記得使用完這個堆空間后要釋放之竟块。
static局部變量中文名叫靜態(tài)局部變量壶运。它與普通的局部變量比起來有如下幾個區(qū)別:
1)位置:靜態(tài)局部變量被編譯器放在全局存儲區(qū).data(注意:不在.bss段內(nèi),原因見3))浪秘,所以它雖然是局部的蒋情,但是在程序的整個生命周期中存在。
2)訪問權(quán)限:靜態(tài)局部變量只能被其作用域內(nèi)的變量或函數(shù)訪問耸携。也就是說雖然它會在程序的整個生命周期中存在恕出,由于它是static的,它不能被其他的函數(shù)和源文件訪問违帆。
3)值:靜態(tài)局部變量如果沒有被用戶初始化浙巫,則會被編譯器自動賦值為0,以后每次調(diào)用靜態(tài)局部變量的時候都用上次調(diào)用后的值刷后。這個比較好理解的畴,每次函數(shù)調(diào)用靜態(tài)局部變量的時候都修改它然后離開,下次讀的時候從全局存儲區(qū)讀出的靜態(tài)局部變量就是上次修改后的值尝胆。以下是一些示例程序:
file1.h的內(nèi)容和上例中的相同丧裁,file1.c的內(nèi)容如下:
#include "file1.h"
void printStr()
{
int normal = 0;
static int stat = 0; //this is a static local var
printf("normal = %d ---- stat = %d\n",normal, stat);
normal++;
stat++;
}
為了便于比較,我定義了兩個變量:普通局部變量normal和靜態(tài)局部變量stat含衔,它們都被賦予初值0煎娇;
file2.c中調(diào)用file1.h:
#include "file1.h"
int main()
{
printStr();
printStr();
printStr();
prin tStr();
printf("call stat in main: %d\n",stat);
return 0;
}
這個調(diào)用會報錯,因為file2.c中引用了file1.c中的靜態(tài)局部變量stat贪染,如下:
[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file2.c: In function ‘main’:file2.c:9: 錯誤:‘stat’ 未聲明 (在此函數(shù)內(nèi)第一次使用)file2.c:9: 錯誤:(即使在一個函數(shù)內(nèi)多次出現(xiàn)缓呛,每個未聲明的標(biāo)識符在其file2.c:9: 錯誤:所在的函數(shù)內(nèi)只報告一次。)
編譯器說stat未聲明杭隙,這是因為它看不到file1.c中的stat哟绊,下面注掉這一行:
#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運(yùn)行如上所示√翟鳎可以看出票髓,函數(shù)每次被調(diào)用攀涵,普通局部變量都是重新分配,而靜態(tài)局部變量保持上次調(diào)用的值不變洽沟。
需要注意的是由于static局部變量的這種特性以故,使得含靜態(tài)局部變量的函數(shù)變得不可重入,即每次調(diào)用可能會產(chǎn)生不同的結(jié)果裆操。這在多線程編程時可能會成為一種隱患怒详。需要多加注意。
三跷车,static函數(shù) 相信大家還記得C++面向?qū)ο缶幊讨械膒rivate函數(shù),私有函數(shù)只有該類的成員變量或成員函數(shù)可以訪問橱野。在C語言中朽缴,也有“private函數(shù)”,它就是接下來要說的static函數(shù)水援,完成面向?qū)ο缶幊讨衟rivate函數(shù)的功能密强。
當(dāng)你的程序中有很多個源文件的時候,你肯定會讓某個源文件只提供一些外界需要的接口蜗元,其他的函數(shù)可能是為了實(shí)現(xiàn)這些接口而編寫或渤,這些其他的函數(shù)你可能并不希望被外界(非本源文件)所看到,這時候就可以用static修飾這些“其他的函數(shù)”奕扣。
所以static函數(shù)的作用域是本源文件薪鹦,把它想象為面向?qū)ο笾械膒rivate函數(shù)就可以了。
下面是一些示例:
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中調(diào)用file1.h中聲明的兩個函數(shù)惯豆,此處我們故意調(diào)用called():
#include "file1.h"
int main()
{
int val;
val = called();
printStr();
return 0;
}
編譯時會報錯:
[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2file1.h:3: 警告:‘called’ 使用過但從未定義/tmp/ccyLuBZU.o: In function `main':file2.c:(.text+0x12): undefined reference to `called'collect2: ld 返回 1因為引用了file1.h中的static函數(shù)池磁,所以file2.c中提示找不到這個函數(shù):undefined reference to 'called'
下面修改file2.c:
#include "file1.h"
int main()
{
printStr();
return 0;
}
編譯運(yùn)行:
[liujx@server235 static]$ gcc -Wall file2.c file1.c -o file2[liujx@server235 static]$ ./file2returnVal=6
static函數(shù)可以很好地解決不同原文件中函數(shù)同名的問題,因為一個源文件對于其他源文件中的static函數(shù)是不可見的楷兽。