C語言有很多關鍵字,大多關鍵字使用起來是很明确的,但有一些關鍵字卻要相對複雜一些。我們這裡要說明的static關鍵字就是如此,它的功能很強大,相應的使用也就更複雜。
一般來說static關鍵字的常見用法有三種:一是用作局部變量的修飾符;二是用作全局變量修飾符;三是用作函數修飾符。在本篇接下來的描述中,我們将詳細分析這三種用法。
1、用于局部變量的修飾
當static用于修飾局部變量時,通常是在函數體内,而且隻能在該函數内被調用。但是這樣定義的變量通常被稱為局部靜态變量,它的值的不會因為函數調用的結束而被清除,相反當函數再次被調用時,它的值将會是上衣次調用結束後的值。
比如,我們定義如下的兩個變量var1和var2:
void function(void)
{
int var1;
static int var2;
}
在上面這個例子中,變量var1是局部變量,變量var2就是靜态局部變量。是以在調用函數後,變量var1的值會被清除,而變量var2的值就會被保留。如果我們多次調用函數,變量var1每次都會從新初始化,而變量var2的值則不會。這一特性有什麼作用呢?我們可以用其來實作如計數一樣的累計操作。
最後我們來總結一下靜态局部變量的特性:
- 存儲位置:處于靜态存儲區,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态存儲區。
- 初始化操作:未經初始化的局部靜态變量會被程式自動初始化為0(自動對象的值是任意的,除非他被顯示初始化)。
- 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,作用域随之結束。但是靜态局部變量在離開作用域之後,并沒有被銷毀,而是仍然駐留在記憶體當中,直到程式結束,隻不過我們不能再對它進行通路。
有一點需要說明的是,由于靜态局部變量在函數調用完畢後,值并不會被銷毀,是以擁有靜态局部變量的函數是不可重入的。是以靜态局部變量的使用還是謹慎一些為好。
2、用于全局變量的修飾
關鍵字static還可用于修飾全局變量,該變量在某一個子產品中變量,但不屬于任何一個函數内,這樣的變量通常稱為靜态全局變量。這樣一個變量可以被子產品内的所有函數通路,但不能被其它子產品内的函數通路。
那麼定義這樣一個靜态局部變量的用處是什麼呢?我們覺得最明顯的優點主要是兩點:
- 是一個子產品内的變量,避免其它的子產品來通路和修改,因為有時候我們不想它被别人通路。
- 另一點,由于有效區域的限制,是以在其它子產品中可以使用相同名字的變量,而不會發生沖突,使軟體編寫更友善。
最後我們同樣是來總結一下靜态全局變量的特性,特别需要注意其作用域,可以和靜态局部變量作比較:
- 存儲位置:和靜态局部變量一樣也處于記憶體中的靜态存儲區,而靜态存儲區在整個程式運作過程中是一直存在的。
- 初始化操作:未經初始化的局部靜态變量會被程式自動初始化為0,而自動對象的值是任意的,除非他被顯示初始化。
- 作用域:靜态全局變量在聲明它的子產品之外是不可見的,是以他的作用域就在其所屬子產品,更确切的說是從定義之處開始到子產品結尾處。
是以,當我們使用static用來修飾全局變量的時候,它就将全局變量的作用域限定在了聲明它的子產品之内,但是并不會改變它的存放位置,還是在靜态存儲區中。
3、用于函數的修飾
關鍵字static還可以用于修飾一個函數,這樣的函數我們稱之為靜态函數。在一個子產品内,一個被聲明為靜态的函數隻可被這一子產品内的其它函數調用,也就是說,這個函數的使用範圍被限制在聲明它的子產品之内。
定義一個靜态函數就是在函數的傳回類型前加上static關鍵字。一般函數的定義和聲明預設情況下是extern的,但是靜态函數隻是在聲明它的子產品中可見,不能被其它子產品調用。定義一個靜态函數如下:
static void function(void)
{
//函數體
}
那麼定義靜态函數有什麼好處呢?與靜态全局變量一樣,我們覺得最明顯的優點主要是兩點:
- 一點是,靜态函數是一個本地函數,不可以被其它子產品的函數調用,友善封裝一些子產品内部屬性的功能。
- 另一點,由于有效區域的限制,是以在其它子產品中可以使用相同名字的函數,而不會發生沖突,使軟體編寫更友善。
4、總結
我們在這裡讨論static關鍵字,其最大的好處是能夠實作資料和操作的封裝,這種封裝實際上就是限定資料和函數的作用範圍。可能有人會問限定作用範圍有什麼用呢?
首先,能夠傳遞給使用者所要的屬性和操作資訊,限制資料和操作的作用範圍。
其次,隐藏某些不必要對外公開的資訊,而需要公開的資訊公開,使得調用者更明晰其特性,且使調用更為安全。
再者,可以使得子產品的封裝性更好,結構更加緊湊和優化。
事實上,在面向對象的語言中,封裝對象的屬性和操作,并注重屬性和操作的私有和公共,也是基于這一思想,不過更完備罷了。
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