Static在C語言中的 解析
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“全域性”的意思,用來修飾變數和函式。經static修飾過後的變數或者函式的作用域或者儲存域會發生變化,而由static修飾的變數在初始值方面也會表現出static關鍵字的優勢。想知道經static修飾過後的變數或者函式的作用域或者儲存域發生了什麼變化嗎,發生變化的原因是什麼嗎?請大家繼續往下看!
一、c程式的記憶體分佈
既然static是用來修飾變數和函式的,而變數和函式又是組成c程式必不可少的,C程式的記憶體分佈圖如下。
C程式由下面5部分組成:
1)正文段——CPU執行的機器指令部分;一個程式只有一個副本;只讀,防止程式由於意外事故而修改自身指令;
2)初始化資料段(資料段)——在程式中所有賦了初值的全域性變數,存放在這裡。
3)非初始化資料段(bss段)——在程式中沒有初始化的全域性變數;核心將此段初始化為0。
4)棧——增長方向:自頂向下增長;自動變數以及每次函式呼叫時所需要儲存的資訊(返回地址;環境資訊)。
5)堆——動態儲存區。是向高地址擴充套件的資料型別,是自下向上的擴充套件方式。
c程式記憶體分佈圖
上面的C程式分佈圖很明顯的告訴我們,變數是儲存在棧區或者堆區或者bss段或者data段,變數的儲存域為什麼會有所不同呢?其實原因很簡單,說白了就是與他們定義在程式的不同地方,有沒有static
二、static修飾的變數
1. 全域性靜態變數
在全域性變數之前加上關鍵字static,全域性變數就被定義成為一個全域性靜態變數。
1)記憶體中的位置:靜態儲存區(靜態儲存區在整個程式執行期間都存在)
2)初始化:未經初始化的全域性靜態變數會被程式自動初始化為0(自動物件的值是任意的,除非他被顯示初始化)
3)作用域:全域性靜態變數在宣告他的檔案之外是不可見的。準確地講從定義之處開始到檔案結尾。
定義全域性靜態變數的好處:
<1>不會被其他檔案所訪問,修改
<2>
2. 區域性靜態變數
在區域性變數之前加上關鍵字static,區域性變數就被定義成為一個區域性靜態變數。
1)記憶體中的位置:靜態儲存區
2)初始化:未經初始化的區域性靜態變數會被程式自動初始化為0(自動物件的值是任意的,除非他被顯示初始化)
3)作用域:作用域仍為區域性作用域,當定義它的函式或者語句塊結束的時候,作用域隨之結束。
注:當static用來修飾區域性變數的時候,它就改變了區域性變數的儲存位置,從原來的棧中存放改為靜態儲存區。但是區域性靜態變數在離開作用域之後,並沒有被銷燬,而是仍然駐留在記憶體當中,直到程式結束,只不過我們不能再對他進行訪問。
當static用來修飾全域性變數的時候,它就改變了全域性變數的作用域(在宣告他的檔案之外是不可見的),但是沒有改變它的存放位置,還是在靜態儲存區中。
三、Static修飾的函式
在函式的返回型別前加上關鍵字static,函式就被定義成為靜態函式。
函式的定義和宣告預設情況下是extern的,但靜態函式只是在宣告他的檔案中可見,不能被其他檔案所用。 定義靜態函式的好處: <1> 其他檔案中可以定義相同名字的函式,不會發生衝突
<2> 靜態函式不能被其他檔案所用。 儲存說明符auto,register,extern,static,對應兩種儲存期:自動儲存期和靜態儲存期。 auto和register對應自動儲存期。具有自動儲存期的變數在進入宣告該變數的程式塊時被建立,它在該程式塊活動時存在,退出該程式塊時撤銷。 關鍵字extern和static用來說明具有靜態儲存期的變數和函式。用static宣告的區域性變數具有靜態儲存持續期(static storage duration),或靜態範圍(static extent)。雖然他的值在函式呼叫之間保持有效,但是其名字的可視性仍限制在其區域性域內。靜態區域性物件在程式執行到該物件的宣告處時被首次初始化。
四、總結
(1)第一個作用:隱藏。
當我們同時編譯多個檔案時,所有未加static字首的全域性變數和函式都具有全域性可見性。為理解這句話,我舉例來說明。我們要同時編譯兩個原始檔,一個是a.c,另一個是main.c。
下面是a.c的內容
#include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;
}
程式的執行結果是: A Hello
你可能會問:為什麼在a.c中定義的全域性變數a和函式msg能在main.c中使用?前面說過,所有未加static字首的全域性變數和函式都具有全域性可見性,其它的原始檔也能訪問。此例中,a是全域性變數,msg是函式,並且都沒有加static字首,因此對於另外的原始檔main.c是可見的。
如果加了static,就會對其它原始檔隱藏。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檔案中定義同名函式和同名變數,而不必擔心命名衝突。Static可以用作函式和變數的字首,對於函式來講,static的作用僅限於隱藏,而對於變數,static還有下面兩個作用。
(2)static的第二個作用是保持變數內容的持久。儲存在靜態資料區的變數會在程式剛開始執行時就完成初始化,也是唯一的一次初始化。共有兩種變數儲存在靜態儲存區:全域性變數和static變數,只不過和全域性變數比起來,static可以控制變數的可見範圍,說到底static還是用來隱藏的。
(3)static的第三個作用是預設初始化為0。其實全域性變數也具備這一屬性,因為全域性變數也儲存在靜態資料區。在靜態資料區,記憶體中所有的位元組預設值都是0x00,某些時候這一特點可以減少程式設計師的工作量。
最後對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變數存放在靜態儲存區,所以它具備永續性和預設值0。
下面是main.c的內容
除了標頭檔案,需要宣告函式:void msg();
int main(void)
{
extern char a; // extern variable must be declared before use
printf("%c ", a);
(void)msg();
return 0;
}