C语言学习及应用笔记之二:C语言static关键字及其使用

  C语言有很多关键字,大多关键字使用起来是很明确的,但有一些关键字却要相对复杂一些。我们这里要说明的static关键字就是如此,它的功能很强大,相应的使用也就更复杂。

  一般来说static关键字的常见用法有三种:一是用作局部变量的修饰符;二是用作全局变量修饰符;三是用作函数修饰符。在本篇接下来的描述中,我们将详细分析这三种用法。

 1、用于局部变量的修饰

  当static用于修饰局部变量时,通常是在函数体内,而且只能在该函数内被调用。但是这样定义的变量通常被称为局部静态变量,它的值的不会因为函数调用的结束而被清除,相反当函数再次被调用时,它的值将会是上衣次调用结束后的值。

  比如,我们定义如下的两个变量var1和var2:

void function(void)

{

    int var1;

    static int var2;

}

  在上面这个例子中,变量var1是局部变量,变量var2就是静态局部变量。所以在调用函数后,变量var1的值会被清除,而变量var2的值就会被保留。如果我们多次调用函数,变量var1每次都会从新初始化,而变量var2的值则不会。这一特性有什么作用呢?我们可以用其来实现如计数一样的累计操作。

  最后我们来总结一下静态局部变量的特性:

  • 存储位置:处于静态存储区,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。
  • 初始化操作:未经初始化的局部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)。
  • 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。但是静态局部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它进行访问。

  有一点需要说明的是,由于静态局部变量在函数调用完毕后,值并不会被销毁,所以拥有静态局部变量的函数是不可重入的。所以静态局部变量的使用还是谨慎一些为好。

 2、用于全局变量的修饰

  关键字static还可用于修饰全局变量,该变量在某一个模块中变量,但不属于任何一个函数内,这样的变量通常称为静态全局变量。这样一个变量可以被模块内的所有函数访问,但不能被其它模块内的函数访问。

  那么定义这样一个静态局部变量的用处是什么呢?我们觉得最明显的优点主要是两点:

  • 是一个模块内的变量,避免其它的模块来访问和修改,因为有时候我们不想它被别人访问。
  • 另一点,由于有效区域的限制,所以在其它模块中可以使用相同名字的变量,而不会发生冲突,使软件编写更方便。

  最后我们同样是来总结一下静态全局变量的特性,特别需要注意其作用域,可以和静态局部变量作比较:

  • 存储位置:和静态局部变量一样也处于内存中的静态存储区,而静态存储区在整个程序运行过程中是一直存在的。
  • 初始化操作:未经初始化的局部静态变量会被程序自动初始化为0,而自动对象的值是任意的,除非他被显示初始化。
  • 作用域:静态全局变量在声明它的模块之外是不可见的,所以他的作用域就在其所属模块,更确切的说是从定义之处开始到模块结尾处。

  所以,当我们使用static用来修饰全局变量的时候,它就将全局变量的作用域限定在了声明它的模块之内,但是并不会改变它的存放位置,还是在静态存储区中。

 3、用于函数的修饰

  关键字static还可以用于修饰一个函数,这样的函数我们称之为静态函数。在一个模块内,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,也就是说,这个函数的使用范围被限制在声明它的模块之内。

   定义一个静态函数就是在函数的返回类型前加上static关键字。一般函数的定义和声明默认情况下是extern的,但是静态函数只是在声明它的模块中可见,不能被其它模块调用。定义一个静态函数如下:

static void function(void)

{

       //函数体

}

  那么定义静态函数有什么好处呢?与静态全局变量一样,我们觉得最明显的优点主要是两点:

  • 一点是,静态函数是一个本地函数,不可以被其它模块的函数调用,方便封装一些模块内部属性的功能。
  • 另一点,由于有效区域的限制,所以在其它模块中可以使用相同名字的函数,而不会发生冲突,使软件编写更方便。

4、总结

  我们在这里讨论static关键字,其最大的好处是能够实现数据和操作的封装,这种封装实际上就是限定数据和函数的作用范围。可能有人会问限定作用范围有什么用呢?

  首先,能够传递给使用者所要的属性和操作信息,约束数据和操作的作用范围。

  其次,隐藏某些不必要对外公开的信息,而需要公开的信息公开,使得调用者更明晰其特性,且使调用更为安全。

  再者,可以使得模块的封装性更好,结构更加紧凑和优化。

  事实上,在面向对象的语言中,封装对象的属性和操作,并注重属性和操作的私有和公共,也是基于这一思想,不过更完备罢了。

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