Static翻譯出來是“靜態”“靜止”的意思,在C語言中的意思其實和它的本意差不多,表示“靜態”或者“全局”的意思,用來修飾變量和函數。經static修飾過后的變量或者函數的作用域或者存儲域會發生變化,而由static修飾的變量在初始值方面也會表現出static關鍵字的優勢。想知道經static修飾過后的變量或者函數的作用域或者存儲域發生了什么變化嗎,發生變化的原因是什么嗎?請大家繼續往下看!
一、c程序的內存分布
既然static是用來修飾變量和函數的,而變量和函數又是組成c程序必不可少的,C程序的內存分布圖如下。
C程序由下面5部分組成:
1)正文段——CPU執行的機器指令部分;一個程序只有一個副本;只讀,防止程序由於意外事故而修改自身指令;
2)初始化數據段(數據段)——在程序中所有賦了初值的全局變量,存放在這里。
3)非初始化數據段(bss段)——在程序中沒有初始化的全局變量;內核將此段初始化為0。
4)棧——增長方向:自頂向下增長;自動變量以及每次函數調用時所需要保存的信息(返回地址;環境信息)。
5)堆——動態存儲區。是向高地址擴展的數據類型,是自下向上的擴展方式。
c程序內存分布圖
上面的C程序分布圖很明顯的告訴我們,變量是存儲在棧區或者堆區或者bss段或者data段,變量的存儲域為什么會有所不同呢?其實原因很簡單,說白了就是與他們定義在程序的不同地方,有沒有static關鍵字修飾有關啦,定義在不同的地方也說明了他們有着不同的作用域。
二、static修飾的變量
1. 全局靜態變量
在全局變量之前加上關鍵字static,全局變量就被定義成為一個全局靜態變量。
1)內存中的位置:靜態存儲區(靜態存儲區在整個程序運行期間都存在)
2)初始化:未經初始化的全局靜態變量會被程序自動初始化為0(自動對象的值是 任意的,除非他被顯示初始化)
3)作用域:全局靜態變量在聲明他的文件之外是不可見的。准確地講從定義之處開始到文件結尾。
定義全局靜態變量的好處:
<1>不會被其他文件所訪問,修改
<2>其他文件中可以使用相同名字的變量,不會發生沖突。
2. 局部靜態變量
在局部變量之前加上關鍵字static,局部變量就被定義成為一個局部靜態變量。
1)內存中的位置:靜態存儲區
2)初始化:未經初始化的局部靜態變量會被程序自動初始化為0(自動對象的值是任意的,除非他被顯示初始化)
3)作用域:作用域仍為局部作用域,當定義它的函數或者語句塊結束的時候,作用域隨之結束。
注:當static用來修飾局部變量的時候,它就改變了局部變量的存儲位置,從原來的棧中存放改為靜態存儲區。但是局部靜態變量在離開作用域之后,並沒有被銷毀,而是仍然駐留在內存當中,直到程序結束,只不過我們不能再對他進行訪問。
當static用來修飾全局變量的時候,它就改變了全局變量的作用域(在聲明他的文件之外是不可見的),但是沒有改變它的存放位置,還是在靜態存儲區中。
三、Static修飾的函數
在函數的返回類型前加上關鍵字static,函數就被定義成為靜態函數。
函數的定義和聲明默認情況下是extern的,但靜態函數只是在聲明他的文件中可見,不能被其他文件所用。
定義靜態函數的好處:
<1> 其他文件中可以定義相同名字的函數,不會發生沖突
<2> 靜態函數不能被其他文件所用。
存儲說明符auto,register,extern,static,對應兩種存儲期:自動存儲期和靜態存儲期。
auto和register對應自動存儲期。具有自動存儲期的變量在進入聲明該變量的程序塊時被建立,它在該程序塊活動時存在,退出該程序塊時撤銷。
關鍵字extern和static用來說明具有靜態存儲期的變量和函數。用static聲明的局部變量具有靜態存儲持續期(static storage duration),或靜態范圍(static extent)。雖然他的值在函數調用之間保持有效,但是其名字的可視性仍限制在其局部域內。靜態局部對象在程序執行到該對象的聲明處時被首次初始化。
四、總結
(1)第一個作用:隱藏。
當我們同時編譯多個文件時,所有未加static前綴的全局變量和函數都具有全局可見性。為理解這句話,我舉例來說明。我們要同時編譯兩個源文件,一個是a.c,另一個是main.c。
下面是a.c的內容
#include<cstdio>增加這條語句
char a = ‘A‘; // global variable
void msg()
{
printf("Hello\n");
}
下面是 main.c 的內容
int main(void)
{
extern char a; // extern variable must be declared before use
printf("%c ", a);
(void)msg();
return 0;
}
程序的運行結果是: A Hello
你可能會問:為什么在a.c中定義的全局變量a和函數msg能在main.c中使用?前面說過,所有未加static前綴的全局變量和函數都具有全局可見性,其它的源文件也能訪問。此例中,a是全局變量,msg是函數,並且都沒有加static前綴,因此對於另外的源文件main.c是可見的。
如果加了static,就會對其它源文件隱藏。例如在a和msg的定義前加上static,main.c就看不到它們了。利用這一特性可以在不同的文件中定義同名函數和同名變量,而不必擔心命名沖突。Static可以用作函數和變量的前綴,對於函數來講,static的作用僅限於隱藏,而對於變量,static還有下面兩個作用。
(2)static的第二個作用是保持變量內容的持久。存儲在靜態數據區的變量會在程序剛開始運行時就完成初始化,也是唯一的一次初始化。共有兩種變量存儲在靜態存儲區:全局變量和static變量,只不過和全局變量比起來,static可以控制變量的可見范圍,說到底static還是用來隱藏的。
(3)static的第三個作用是默認初始化為0。其實全局變量也具備這一屬性,因為全局變量也存儲在靜態數據區。在靜態數據區,內存中所有的字節默認值都是0x00,某些時候這一特點可以減少程序員的工作量。
最后對static的三條作用做一句話總結。首先static的最主要功能是隱藏,其次因為static變量存放在靜態存儲區,所以它具備持久性和默認值0。
下面是main.c的內容
除了頭文件,需要聲明函數:void msg();
int main(void)
{
extern char a; // extern variable must be declared before use
printf("%c ", a);
(void)msg();
return 0;
}