C++ 變量根據定義的位置的不同的生命周期,具有不同的作用域,作用域可分為 6 種:全局作用域,局部作用域,語句作用域,類作用域,命名空間作用域和文件作用域。
從作用域看:
全局變量具有全局作用域。全局變量只需在一個源文件中定義,就可以作用於所有的源文件。當然,其他不包含全局變量定義的源文件需要用extern 關鍵字再次聲明這個全局變量。
靜態局部變量具有局部作用域,它只被初始化一次,自從第一次被初始化直到程序運行結束都一直存在,它和全局變量的區別在於全局變量對所有的函數都是可見的,而靜態局部變量只對定義自己的函數體始終可見。
局部變量也只有局部作用域,它是自動對象(auto),它在程序運行期間不是一直存在,而是只在函數執行期間存在,函數的一次調用執行結束后,變量被撤銷,其所占用的內存也被收回。
靜態全局變量也具有全局作用域,它與全局變量的區別在於如果程序包含多個文件的話,它作用於定義它的文件里,不能作用到其它文件里,即被static關鍵字修飾過的變量具有文件作用域。這樣即使兩個不同的源文件都定義了相同名字的靜態全局變量,它們也是不同的變量。
從分配內存空間看:
全局變量,靜態局部變量,靜態全局變量都在靜態存儲區分配空間,而局部變量在棧里分配空間。
全局變量本身就是靜態存儲方式, 靜態全局變量當然也是靜態存儲方式。這兩者在存儲方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全局變量的作用域是整個源程序,當一個源程序由多個源文件組成時,靜態全局變量在各個源文件中都是有效的。 而靜態局部變量則限制了其作用域, 即只在定義該變量的源文件內有效,在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由於靜態局部變量的作用域局限於一個源文件內,只能為該源文件內的函數公用,因此可以避免在其它源文件中引起錯誤。
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- 靜態變量會被放在程序的靜態數據存儲區(數據段)(全局可見)中,這樣可以在下一次調用的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆棧變量和堆變量的區別。
- 變量用static告知編譯器,自己僅僅在變量的作用范圍內可見。這一點是它與全局變量的區別。
從以上分析可以看出, 把局部變量改變為靜態變量后是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期。把全局變量改變為靜態變量后是改變了它的作用域,限制了它的使用范圍。因此static 這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。應予以注意。
Tips:
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- 若全局變量僅在單個C文件中訪問,則可以將這個變量修改為靜態全局變量,以降低模塊間的耦合度;
- 若全局變量僅由單個函數訪問,則可以將這個變量改為該函數的靜態局部變量,以降低模塊間的耦合度;
- 設計和使用訪問動態全局變量、靜態全局變量、靜態局部變量的函數時,需要考慮重入問題,因為他們都放在靜態數據存儲區,全局可見;
- 如果我們需要一個可重入的函數,那么,我們一定要避免函數中使用static變量(這樣的函數被稱為:帶“內部存儲器”功能的的函數)
- 函數中必須要使用static變量情況:比如當某函數的返回值為指針類型時,則必須是static的局部變量的地址作為返回值,若為auto類型,則返回為錯指針。
靜態函數 :在函數的返回類型前加上static關鍵字,函數即被定義為靜態函數。靜態函數與普通函數不同,它只能在聲明它的文件當中可見,不能被其它文件使用。
如果在一個源文件中定義的函數,只能被本文件中的函數調用,而不能被同一程序其它文件中的函數調用,這種函數也稱為內部函數。定義一個內部函數,只需在函數類型前再加一個“static”關鍵字即可。