static用法及作用
在C语言中,static的字面意思很容易把我们导入歧途,其实它的作用有三条。
作用一:在函数体,一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
这样定义的变量称为局部静态变量:在局部变量之前加上关键字static,局部变量就被定义成为一个局部静态变量。也就是上面的作用一中提到的在函数体内定义的变量。除了类型符外,若不加其它关键字修饰,默认都是局部变量。比如以下代码:
void test1(void)
{
unsigned char a;
static unsigned char b;
…
a++;
b++;
}
在这个例子中,变量a是局部变量,变量b为局部静态变量。作用一说明了局部静态变量b的特性:在函数体,一个被声明为静态的变量(也就是局部静态变量)在这一函数被调用过程中维持其值不变。这句话什么意思呢?若是连续两次调用上面的函数test1:
void main(void)
{
…
test1();
test1();
…
}
然后使程序暂停下来,读取a和b的值,你会发现,a=1,b=2。怎么回事呢,每次调用test1函数,局部变量a都会重新初始化为0x00;然后执行a++;而局部静态变量在调用过程中却能维持其值不变。
通常利用这个特性可以统计一个函数被调用的次数。
声明函数的一个局部变量,并设为static类型,作为一个计数器,这样函数每次被调用的时候就可以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法,因为这个变量是和函数息息相关的,而函数可能在多个不同的地方被调用,所以从调用者的角度来统计比较困难。代码如下:
void count();
int main()
{
int i;
for (i = 1; i <= 3; i++)
{
count();
}
return 0;
}
void count()
{
static num = 0;
num++;
printf(" I have been called %d",num,"times\n");
}
输出结果为:
I have been called 1 times.
I have been called 2 times.
I have been called 3 times.
看一下局部静态变量的详细特性,注意它的作用域。
1)内存中的位置:静态存储区
2)初始化:未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0(自动对象的值是任意的,除非他被显示初始化)
3)作用域:作用域仍为局部作用域,当定义它的函数或者语句块结束的时候,作用域随之结束。
注:当static用来修饰局部变量的时候,它就改变了局部变量的存储位置,从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后,并没有被销毁,而是仍然驻留在内存当中,直到程序结束,只不过我们不能再对他进行访问。
作用二:在模块内(但在函数体外),一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问,但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。
这样定义的变量也称为全局静态变量:在全局变量之前加上关键字static,全局变量就被定义成为一个全局静态变量。也就是上述作用二中提到的在模块内(但在函数体外)声明的静态变量。
定义全局静态变量的好处:
<1>不会被其他文件所访问,修改,是一个本地的局部变量。
<2>其他文件中可以使用相同名字的变量,不会发生冲突。
全局变量的详细特性,注意作用域,可以和局部静态变量相比较:
1)内存中的位置:静态存储区(静态存储区在整个程序运行期间都存在)
2)初始化:未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0(自动对象的值是任意的, 除非他被显示初始化)
3)作用域:全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文 件结尾。
当static用来修饰全局变量的时候,它就改变了全局变量的作用域(在声明他的文件之外是不可见的),但是没有改变它的存放位置,还是在静态存储区中。
作用三:在模块内,一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是,这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。
这样定义的函数也成为静态函数:在函数的返回类型前加上关键字static,函数就被定义成为静态函数。函数的定义和声明默认情况下是extern的,但静态函数只是在声明他的文件当中可见,不能被其他文件所用。
定义静态函数的好处:
<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其他文件所用。它定义一个本地的函数。
这里我一直强调数据和函数的本地化,这对于程序的结构甚至优化都有巨大的好处,更大的作用是,本地化的数据和函数能给人传递很多有用的信息,能约束数据和函数的作用范围。在C++的对象和类中非常注重的私有和公共数据/函数其实就是本地和全局数据/函数的扩展,这也从侧面反应了本地化数据/函数的优势。
最后说一下存储说明符,在标准C语言中,存储说明符有以下几类:
auto、register、extern和static
对应两种存储期:自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立,它在该程序块活动时存在,退出该程序块时撤销。
关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期(static storage duration),或静态范围(static extent)。虽然他的值在函数调用之间保持有效,但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。