c语言中static用法总结

一、c程序存储空间布局

C程序一直由下列部分组成：

1.正文段——CPU执行的机器指令部分；一个程序只有一个副本；只读，防止程序由于意外事故而修改自身指令；

2.初始化数据段（数据段）——在程序中所有赋了初值的全局变量，存放在这里。

3.非初始化数据段（bss段）——在程序中没有初始化的全局变量；内核将此段初始化为0。

4.栈——增长方向：自顶向下增长；自动变量以及每次函数调用时所需要保存的信息（返回地址；环境信息）。

5.堆——动态存储分。

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|    栈    |  
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|   /|\    |
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|    堆    |
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| 未初始化|
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| 初始化 |
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| 正文段 |

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二、 面向过程程序设计中的static
1. 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。

Ø  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）

Ø  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）

Ø 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。

看下面关于作用域的程序：

//teststatic1.c

void display();

extern int n;

int main()

{

n = 20;

printf("%d\n",n);

display();

return 0;

}

 

//teststatic2.c

static int n; //定义全局静态变量，自动初始化为0，仅在本文件中可见

void display()

{

n++;

printf("%d\n",n);

}

文件分别编译通过，但link的时候teststatic1.c中的变量n找不到定义，产生错误。 
定义全局静态变量的好处：
<1>不会被其他文件所访问，修改

<2>其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

 

2. 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。

<!--[if !supportLists]-->1.    <!--[endif]-->内存中的位置：静态存储区

<!--[if !supportLists]-->2.    <!--[endif]-->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）

<!--[if !supportLists]-->3.    <!--[endif]-->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：

1)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。

2)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。

 

3. 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。
  例如：

//teststatic1.c

void display();

static void staticdis();

int main()

{

display();

staticdis();

renturn 0;

}

 

//teststatic2.c

void display()

{

staticdis();

printf("display() has been called \n");

}

 

static void staticdis()

{

printf("staticDis() has been called\n");

}

文件分别编译通过，但是连接的时候找不到函数staticdis()的定义，产生错误。 
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。
 
存储说明符auto，register，extern，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。
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->

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。

 

由于static变量的以上特性，可实现一些特定功能。
1． 统计次数功能
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.

    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）。

      而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：

<!--[if !supportLists]-->1.    <!--[endif]-->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。

<!--[if !supportLists]-->2.    <!--[endif]-->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。

 

c语言中static的语义
1.static变量:

1).局部
a.静态局部变量在函数内定义,生存期为整个源程序，但作用域与自动变量相同，只能在定义该变量的函数内使用。退出该函数后，尽管该变量还继续存在，但不能使用它。
b.对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值，则其值是不定的。
2).全局

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，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。

 

2.static函数（也叫内部函数）
    只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。区别于一般的非静态函数（外部函数） 

    static在c里面可以用来修饰变量，也可以用来修饰函数。

    先看用来修饰变量的时候。变量在c里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实我们平时所说的堆栈是栈而不包含对，不要弄混。

int a ;

main()

{

int b ;

int c* = (int *)malloc(sizeof(int));

}

a是全局变量，b是栈变量，c是堆变量。

    static对全局变量的修饰，可以认为是限制了只能是本文件引用此变量。有的程序是由好多.c文件构成。彼此可以互相引用变量，但加入static修饰之后，只能被本文件中函数引用此变量。
    static对栈变量的修饰，可以认为栈变量的生命周期延长到程序执行结束时。一般来说，栈变量的生命周期由OS管理，在退栈的过程中，栈变量的生命也就结束了。但加入static修饰之后，变量已经不在存储在栈中，而是和全局变量一起存储。同时，离开定义它的函数后不能使用，但如再次调用定义它的函数时，它又可继续使用，而且保存了前次被调用后留下的值。
       static对函数的修饰与对全局变量的修饰相似，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。 
      static 声明的变量在C语言中有两方面的特征：

1)、变量会被放在程序的全局存储区中，这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是它与堆栈变量和堆变量的区别。 
2)、变量用static告知编译器，自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。