C語言與C++中static,extern的用法及差別總結

在C語言中：

隐藏

　　很多人經常會忘了這一條。其實這個作用很常用也很重要。

　　當我們同時編譯多個檔案時，所有未加static字首的全局變量和函數都具有全局可見性。

　　為了解這句話，我舉例來說明。我們要同時編譯兩個源檔案，一個是a.c，另一個是main.c。

　　

char a = 'A'; // global variable
void msg() 
{
    printf("Hello\n"); 
}
           

int main(void)
{    
    extern char a;    
    printf("%c ", a);
    (void)msg();
    return ;
}
           

程式的運作結果是：

A Hello

　　為什麼在a.c中定義的全局變量a和函數msg能在main.c中使用？

　　前面說過，所有未加static字首的全局變量和函數都具有全局可見性，其它的源檔案也能通路。　

　　此例中，a是全局變量，msg是函數，并且都沒有加static字首，是以對于另外的源檔案main.c是可見的。

　　如果加了static，就會對其它源檔案隐藏。

　　

static char a = 'A'; // global variable
static void msg() 
{
    printf("Hello\n"); 
}
int main(void)
{      
    printf("%c ", a);
    (void)msg();
    return ;
}
           

　　上面的程式會輸出什麼呢？

　　答案是：報錯，找不到a與msg的定義。

　　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數和同名變量，而不必擔心命名沖突。

　　static可以用作函數和變量的字首，對于函數來講，static的作用僅限于隐藏。

　　在上面的例子中，含有一個新的關鍵字——extern

　　下面來講一下static和extern的差別：

extern

　　extern告訴編譯器這個變量或函數在其他文檔裡已被定義了。

　　看下面的例子：

　　

static int i; //隻在a文檔中用
int j;    //在工程裡用
static void init()         //隻在a文檔中用
{
}
void callme()          //在工程中用
{
   static int sum;
}


extern int j;     //調用a文檔裡的
extern void callme();  //調用a文檔裡的
int main()
{
  ...
}
           

　　上面的全局i變量和init()函數隻能用在a.c文檔中,全局變量sum的作用域隻在callme裡。變量j和函數callme()的全局限擴充到整個工程文檔。是以能夠在下面的b.c中用extern關鍵字調用。extern告訴編譯器這個變量或函數在其他文檔裡已被定義了。

extern C

　　extern的另外用法是當C和C++混合程式設計時假如c++調用的是c源文檔定義的函數或變量，那麼要加extern來告訴編譯器用c方式命名函數：

　　

extern "C"  //在c++文檔裡調用c文檔中的變量
{
   int j;
   void callme();
}
int main()
{
   callme();
}
           

static法則：

　　A、若全局變量僅在單個C文檔中通路，則能夠将這個變量修改為靜态全局變量，以降低子產品間的耦合度;

　　B、若全局變量僅由單個函數通路，則能夠将這個變量改為該函數的靜态局部變量，以降低子產品間的耦合度；

　　C、設計和使用通路動态全局變量、靜态全局變量、靜态局部變量的函數時，需要考慮重入問題；

變量

1．變量定義的一般形式

存儲類别資料類型變量表；

2．變量定義的作用

①規定了變量的取值範圍。

②規定了變量進行的運作操作。

③規定了變量的作用域。

④規定了變量的存儲方式。

⑤規定了變量占用的存儲空間。

3．局部變量和全局變量

從作用域角度将變量分為局部變量和全局變量。它們采取的存儲類别如下：

局部變量：

①自動變量，即動态局部變量(離開函數，值就消失)。

②靜态局部變量(離開函數，值仍保留)。

③寄存器變量(離開函數，值就消失)。

④形式參數可以定義為自動變量或寄存器變量。

全局變量：

①靜态外部變量(隻限本程式檔案使用)。

②外部變量(即非靜态的外部變量，允許其它程式檔案引用)。

動态存儲和靜态存儲

　　從變量存在時間可将變量存儲分為動态存儲和靜态存儲。

　　靜态存儲是在整個程式運作時都存在，而動态存儲則是在調用函數時臨時配置設定存儲單元。

動态存儲：

①自動變量(函數内有效)。

②寄存器變量(函數内有效)。

③形式參數。

靜态存儲：

①靜态局部變量(函數内有效)。

②靜态外部變量(本程式檔案内有效)。

③外部變量(整個程式可引用)。

靜态存儲區和動态存儲區

　　從變量值存放的位置可将變量存儲區分為靜态存儲區和動态存儲區：

記憶體中靜态存儲區：

①靜态局部變量。

②靜态外部變量。

③外部變量(可被同一程式其它檔案引用)。

記憶體中動态存儲區：自動變量和形式參數。

CPU中的寄存器：寄存器變量。

全局變量

　　全局變量有外部、靜态兩種存儲方式。

外部全局變量

　　全局變量一般用外部存儲方式存儲，用保留字extern加以定義。此時，變量的作用域是構成整個程式的所有程式檔案，也就是定義的外部變量可供其它程式檔案使用。

　　使用這樣的全局變量一定要非常慎重，一旦産生錯誤，将波及整個程式。

靜态全局變量

　　如果希望全局變量僅限于本程式檔案使用，而其它程式檔案中不能引用，這時必須将其存儲方式定義為靜态存儲方式，用保留字static加以定義。此時稱為靜态外部變量。

例如，在檔案filel．c中，如果作這樣的定義：

static int a：
           

　　則變量a的作用域被縮小至本程式檔案filel1．c，檔案file2．c中不能引用。

　　值得注意的是對全局變量加static，定義為靜态存儲方式，并不意味着是靜态存儲；而不加static，是動态存儲。

　　兩種形式的全局變量(外部變量)都是靜态存儲方式，都是編譯時配置設定存儲空間，但作用域不同。使用靜态外部變量，有利于隔離錯誤，有利于子產品化程式設計。

全局變量的預設存儲方式是外部存儲方式。

　　前面章節中的程式沒有見到變量的存儲類别定義，實際上采用變量的預設存儲方式。對局部變量采用auto方式，對全局變量采用extern方式。這也是至今為止，我們在程式中沒有見到auto、extern等的原因。

至此，我們對變量的存儲類别及資料類型進行了全面讨論，在此作個小結。

局部靜态變量

　　在C/C++中, 局部變量按照存儲形式可分為三種auto, static, register。其中register不常用到

　　下面主要說說auto和static的差別。

　　1. 存儲空間配置設定和生存周期不同

auto類型局部變量就是普通的局部變量（不加修飾的局部變量預設為該類型）。該類型局部變量存儲在棧上，在動态存儲區，生命周期僅限于定義它的函數，函數結束，它就自動釋放。static類型局部變量存儲在靜态存儲區，在程式整個運作期間都不釋放。兩者之間的作用域相同，但生存期不同。

　　2. static局部變量在所處子產品在初次運作時進行初始化工作，且隻操作一次。

　　3. 對于局部靜态變量，如果不賦初值，編譯期會自動賦初值0或空字元，而auto類型的初值是不确定的。

　　對于C++中的class對象例外，class的對象執行個體如果不初始化，則會自動調用預設構造函數，不管是否是static類型

　　特點: static局部變量的”記憶性”與生存期的”全局性”

外部靜态變量／函數

　　

　　在C語言中 static有了第二種含義：

　　用來表示不能被其它檔案通路的全局變量和函數。

　　但為了限制全局變量/函數的作用域, 函數或變量前加static使得函數成為靜态函數。

　　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局限于本檔案(是以又稱内部函 數)。

　　注意此時, 對于外部(全局)變量, 不論是否有static限制, 它的存儲區域都是在靜态存儲區,生存期都是全局的. 此時的static隻是起作用域限制作用, 限定作用域在本子產品(檔案)内部.

　　使用内部函數的好處是：不同的人編寫不同的函數時，不用擔心自己定義的函數，是否會與其它檔案中的函數同名。

靜态資料成員/成員函數

前兩種C和C++都有，這種僅在C++中有，下面作以下介紹：

　　C+ +重用了這個關鍵字，并賦予它與前面不同的第三種含義：

　　表示屬于一個類而不是屬于此類的任何特定對象的變量和函數.

　　這是與普通成員函數的最大差別,也是其應用所在。

　　比如在對某一個類的對象進行計數時, 計數生成多少個類的執行個體,就可以用到靜态資料成員。

　　在這裡面, static既不是限定作用域的, 也不是擴充生存期的作用, 而是訓示變量/函數在此類中的唯一性. 這也是”屬于一個類而不是屬于此類的任何特定對象的變量和函數”的含義.。

　　因為它是對整個類來說是唯一的,是以不可能屬于某一個執行個體對象的.

　　針對靜态資料成員而言, 成員函數不管是否是static, 在記憶體中隻有一個副本, 普通成員函數調用時, 需要傳入this指針, static成員函數調用時, 沒有this指針。