C語言靜態變量和靜態函數

static C語言

      C語言程序可以看成由一系列外部對象構成，這些外部對象可能是變量或函數。而內部變量是指定義在函數內部的函數參數及變量。外部變量定義在函數之外，因此可以在許多函數中使用。由於C語言不允許在一個函數中定義其它函數，因此函數本身只能是“外部的”。
      由於C語言代碼是以文件爲單位來組織的，在一個源程序所有源文件中，一個外部變量或函數只能在某個文件中定義一次，而其它文件可以通過extern聲明來訪問它（定義外部變量或函數的源文件中也可以包含對該外部變量的extern聲明）。
      而static則可以限定變量或函數爲靜態存儲。如果用static限定外部變量與函數，則可以將該對象的作用域限定爲被編譯源文件的剩餘部分。通過static限定外部對象，可以達到隱藏外部對象的目的。因而，static限定的變量或函數不會和同一程序中其它文件中同名的相沖突。如果用static限定內部變量，則該變量從程序一開始就擁有內存，不會隨其所在函數的調用和退出而分配和消失。
C語言中使用靜態函數的好處：

1、靜態函數會被自動分配在一個一直使用的存儲區，直到退出應用程序實例，避免了調用函數時壓棧出棧，速度快很多。

2、關鍵字“static”，譯成中文就是“靜態的”，所以內部函數又稱靜態函數。但此處“static”的含義不是指存儲方式，而是指對函數的作用域僅侷限於本文件。 使用內部函數的好處是：不同的人編寫不同的函數時，不用擔心自己定義的函數，是否會與其它文件中的函數同名，因爲同名也沒有關係。

c語言中static的語義
1.static變量:
1).局部
a.靜態局部變量在函數內定義,生存期爲整個源程序，但作用域與自動變量相同，只能在定義該變量的函數內使用。退出該函數後， 儘管該變量還繼續存在，但不能使用它。
b.對基本類型的靜態局部變量若在說明時未賦以初值，則系統自動賦予0值。而對自動變量不賦初值，則其值是不定的。
2).全局
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。但是他們的作用域，非靜態全局 變量的作用域是整個源程序（多個源文件可以共同使用）； 而靜態全局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。
2.static函數（也叫內部函數）
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。區別於一般的非靜態函數（外部函數）
     static在c裏面可以用來修飾變量，也可以用來修飾函數。
         先看用來修飾變量的時候。變量在c裏面可分爲存在全局數據區、棧和堆裏。其實我們平時所說的堆棧是棧而不包含對，不要弄混。
        int a ;
        main()
        {
             int b ;
             int c* = (int *)malloc(sizeof(int));
        }
        a是全局變量，b是棧變量，c是堆變量。
       static對全局變量的修飾，可以認爲是限制了只能是本文件引用此變量。有的程序是由好多.c文件構成。彼此可以互相引用變量，但加入static修飾之後，只能被本文件中函數引用此變量。
        static對棧變量的修飾，可以認爲棧變量的生命週期延長到程序執行結束時。一般來說，棧變量的生命週期由OS管理，在退棧的過程中，棧變量的生命也就結束了。但加入static修飾之後，變量已經不在存儲在棧中，而是和全局變量一起存儲。同時，離開定義它的函數後不能使用，但如再次調用定義它的函數時，它又可繼續使用， 而且保存了前次被調用後留下的值。
       static對函數的修飾與對全局變量的修飾相似，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。
      static 聲明的變量在C語言中有兩方面的特徵：
　　1)、變量會被放在程序的全局存儲區中，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。
　　2)、變量用static告知編譯器，自己僅僅在變量的作用範圍內可見。這一點是它與全局變量的區別。

問題：Static的理解

　　關於static變量，請選擇下面所有說法正確的內容：

　　A、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爲靜態全局變量，以降低模塊間的耦合度；

　　B、若全局變量僅由單個函數訪問，則可以將這個變量改爲該函數的靜態局部變量，以降低模塊間的耦合度；

　　C、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；

　　D、靜態全局變量過大，可那會導致堆棧溢出。

答案與分析：

　　對於A，B：根據本篇概述部分的說明b)，我們知道，A,B都是正確的。

　　對於C：根據本篇概述部分的說明a)，我們知道，C是正確的（所謂的函數重入問題，下面會詳細闡述）。

　　對於D：靜態變量放在程序的全局數據區，而不是在堆棧中分配，所以不可能導致堆棧溢出，D是錯誤的。

　　因此，答案是A、B、C。

問題：不可重入函數　　曾經設計過如下一個函數，在代碼檢視的時候被提醒有bug，因爲這個函數是不可重入的，爲什麼？

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

答案與分析：

   所謂的函數是可重入的（也可以說是可預測的），即：只要輸入數據相同就應產生相同的輸出。    

   這個函數之所以是不可預測的，就是因爲函數中使用了static變量，因爲static變量的特徵，這樣的函數被稱爲：帶“內部存儲器”功能的的函數。因此如果我們需要一個可重入的函數，那麼，我們一定要避免函數中使用static變量，這種函數中的static變量，使用原則是，能不用盡量不用。

　　將上面的函數修改爲可重入的函數很簡單，只要將聲明sum變量中的static關鍵字去掉，變量sum即變爲一個auto 類型的變量，函數即變爲一個可重入的函數。
　　當然，有些時候，在函數中是必須要使用static變量的，比如當某函數的返回值爲指針類型時，則必須是static的局部變量的地址作爲返回值，若爲auto類型，則返回爲錯指針。

全局變量以及全局變量與靜態變量的關係：

   顧名思義，全局變量是指能夠在全局引用的變量，相對於局部變量的概念，也叫外部變量；同靜態變量一樣，全局變量位於靜態數據區，全局變量一處定義，多處引用，用關鍵字“extern”引用“外部”的變量。

   全局變量也可以是靜態的，在前面有過說明，靜態全局變量的意義就是不讓“外部”引用，是單個源文件裏的全局變量，即是編譯階段的全局變量，而不是連接階段的全局變量。

通過上面的分析，我們不難得出以下結論：

1、 靜態函數與普通函數的區別在於：靜態函數不可以被同一源文件以外的函數調用。

2、 靜態局部變量與普通局部變量的區別在於：靜態局部變量只初始化一次，下一次初始化實際上是依然是上一次的變量；

3、 靜態全局變量與普通全局變量的區別在於：靜態全局變量的作用域僅限於所在的源文件。

來源：http://www.cnblogs.com/wly603/archive/2012/04/11/2442065.html