关于C语言中的静态函数


在C语言中用static声明限定外部变量与函数,可以将其后声明的对象的作用域限定为被编译源文件的剩余部分。通过static限定外部对象,可以达到隐藏外部对象的目的。如果把函数声明为static类型,则该函数名除了对该函数声明所在的文件可见外,其他文件都无法访问。也就是只能被本文件中的函数调用,而不能被同一程序中的其他文件的函数调用。

 

 C语言程序可以看成由一系列外部对象构成,这些外部对象可能是变量或函数。而内部变量是指定义在函数内部的函数参数及变量。外部变量定义在函数之外,因此可以在许多函数中使用。由于C语言不允许在一个函数中定义其它函数,因此函数本身只能是外部的

 

由于C语言代码是以文件为单位来组织的,在一个源程序所有源文件中,一个外部变量或函数只能在某个文件中定义一次,而其它文件可以通过extern声明来访问它(定义外部变量或函数的源文件中也可以包含对该外部变量的extern声明)。

 

static则可以限定变量或函数为静态存储。如果用static限定外部变量与函数,则可以将该对象的作用域限定为被编译源文件的剩余部分。通过static限定外部对象,可以达到隐藏外部对象的目的。因而,static限定的变量或函数不会和同一程序中其它文件中同名的相冲突。如果用static限定内部变量,则该变量从程序一开始就拥有内存,不会随其所在函数的调用和退出而分配和消失。

 

C语言中使用静态函数的好处

1) 静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区,直到退出应用程序实例,避免了调用函数时压栈出栈,速度快很多。

2) 关键字“static”,译成中文就是“静态的”,所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式,而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心自己定义的函数,是否会与其它文件中的函数同名,因为同名也没有关系。

 

补充1static变量

 

C/C++中的变量根据作用域(知道该名字的程序文本区)和生命期(程序执行过程中对象存在的时间)分为全局变量、静态全局变量、局部变量和静态局部变量。

 

局部变量前面加关键字static进行声明,该变量就是一个static局部变量。static局部变量的特点是它位于静态存贮区,生命期为整个程序执行期间,在函数调用结束后,它的值仍然存在,并可能影响到下一次调用的过程。但它的作用域仅限于定义该变量的函数。

 

全局变量本身就是静态存储方式, 静态全局变量当然也是静态存储方式。但是他们的作用域不同,非静态全局变量的作用域是整个源程序(多个源文件可以共同使用); 而静态全局变量则限制了其作用域, 即只在定义该变量的源文件内有效, 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。

 

 

问题:Static的理解

  关于static变量,请选择下面所有说法正确的内容:

  A、若全局变量仅在单个C文件中访问,则可以将这个变量修改为静态全局变量,以降低模块间的耦合度;

  B、若全局变量仅由单个函数访问,则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量,以降低模块间的耦合度;

  C、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时,需要考虑重入问题;

  D、静态全局变量过大,可那会导致堆栈溢出。

  答案与分析:

对于D:静态变量放在程序的全局数据区,而不是在堆栈中分配,所以不可能导致堆栈溢出,D是错误的。

  因此,答案是A、B、C。

  问题:不可重入函数

  曾经设计过如下一个函数,在代码检视的时候被提醒有bug,因为这个函数是不可重入的,为什么?

unsigned int sum_int( unsigned int base )
{
 unsigned int index;
 static unsigned int sum = 0; // 注意,是static类型的。 
 for (index = 1; index <= base; index++)
 {
  sum += index;
 }
 return sum;
}

  答案与分析:

  所谓的函数是可重入的(也可以说是可预测的),即:只要输入数据相同就应产生相同的输出。
  这个函数之所以是不可预测的,就是因为函数中使用了static变量,因为static变量的特征,这样的函数被称为:带“内部存储器”功能的的函数。因此如果我们需要一个可重入的函数,那么,我们一定要避免函数中使用static变量,这种函数中的static变量,使用原则是,能不用尽量不用。
  将上面的函数修改为可重入的函数很简单,只要将声明sum变量中的static关键字去掉,变量sum即变为一个auto 类型的变量,函数即变为一个可重入的函数。
  当然,有些时候,在函数中是必须要使用static变量的,比如当某函数的返回值为指针类型时,则必须是static的局部变量的地址作为返回值,若为auto类型,则返回为错指针。

 

补充2C++  static成员

 

需要一个成员为整个类的全体对象而非某个对象服务。同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对外不可见,static成员可以是私有成员。每个static数据成员是与类关联的对象,并不是与该类对象相关联。

 

类的static成员的优点:

1)  static成员的名字是在类的作用域当中,因此可以避免与其他类的成员或全局对象的名字冲突。

2)  可以实施封装。static成员可以是私有成员,而全局对象不行。

3)  通过阅读程序容易看出,static成员是与特定类关联的。这种可见性清晰地显示程序员的意图。

 


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