功能 1: 限制变量或函数内部链接#

功能 1 的作用, 正好与extern的功能相反

static修饰变量或函数, 可以将变量或函数的作用范围 限定到当前文件中, 这个功能与extern是相反的

extern可以将在其他文件中定义的变量或函数, 在本文件中进行声明, 并使用

而static则, 限定变量或函数 只能在当前文件中使用, 并且, 无法使用extern声明

依旧是两个文件:

globalVar.c

1
static int globalVar = 30;

main.c

1
#include <stdio.h>
2

3
extern int globalVar;
4

5
int main() {
6
    printf("globalVar: %d\n", globalVar);
7

8
    return 0;
9
}

编译的结果为:

编译出现链接报错: main函数中存在未定义的引用globalVar

也就是说, 虽然使用extern int globalVar;尝试声明外部变量, 但globalVar.c文件中定义的globalVar.c被static修饰了

static将globalVar变量限定在了globalVar.c文件中, 不能在外部导入

即, 被static修饰的变量, 被限定在了所在文件中

那么, 如果在两个文件中, 用static修饰并定义同名的变量, 会出现什么情况?

用下面的代码测试一下:

staticTest1.c:

1
#include <stdio.h>
2

3
extern void printGlobalVar();
4

5
static int globalVar = 1;
6

7
int main() {
8
    printf("file: Test1 globalVar %d, %p\n", globalVar, &globalVar);
9
    printGlobalVar();
10

11
    return 0;
12
}

staticTest2.c:

1
#include <stdio.h>
2
static int globalVar = 2;
3

4
void printGlobalVar() {
5
    printf("file: Test2 globalVar %d, %p\n", globalVar, &globalVar);
6
}

这段代码, 编译运行的结果为:

我们分别在两个文件中定义了同名的static变量globalVar, 并分别赋值1和2, 并在两个文件中分别打印globalVar的值和地址

从结果来看, 两个变量相互独立 互不影响, 值不同, 在内存中的地址不同

static也可以修饰函数, 将函数限制在当前文件中

可以在额外进行显示函数声明时使用, 也可以在只进行函数定义时使用, 也可以同时使用:

1
// 显示函数声明 √
2
static int add(int num1, int num2);
3
int add(int num1, int num2) {
4
    return num1 + num2;
5
}
6

7
// 只进行函数定义 √
8
static int add(int num1, int num2) {
9
    return num1 + num2;
10
}
11

12
// 同时 √
13
static int add(int num1, int num2);
14
static int add(int num1, int num2) {
15
    return num1 + num2;
16
}

但是, 不能再额外声明非静态函数之后, 再在函数定义时使用:

1
// 显式声明非静态函数, 但定义静态函数 ×
2
int add(int num1, int num2);
3
static int add(int num1, int num2) {
4
    return num1 + num2;
5
}

为什么呢?

因为, 显示函数声明实际上是完整地 给编译器说明了 一个函数的返回值类型、函数名以及参数列表, 相当于 给这个函数定制好了”契约”

编译器会按照此声明的契约, 去寻找函数的定义实现, 然后进行编译链接

如果你在声明时, 没有说明这是一个静态函数, 但在定义实现尝试将其实现为静态函数, 编译器就会报错: 函数静态声明位于非静态声明之后

这是 C 语言标准中禁止的行为, 这说明: C 语言, 不能将已经声明为外部链接的标识符改为内部链接

有人可能存在疑问:

1
// 显示函数声明 √
2
static int add(int num1, int num2);
3
int add(int num1, int num2) {
4
 return num1 + num2;
5
}

为什么这样就可以呢? 这样声明和定义实现也是不一致的啊?

这是因为:

C 语言标准中, 如果一个函数先被声明为static, 后续的定义即使没有static, 该函数仍然保持内部链接

这是因为第一次显式声明决定了函数的链接属性

WARNING

关键字static和extern不能一起使用

功能 2: 修饰变量, 提供静态属性#

static还有非常重要的第二个功能: 修饰变量时, 创建静态变量

什么是静态变量?

无论是尝试定义全局变量还是临时变量, 只要被static进行修饰定义, 此变量就被称为静态变量, 不过会区分为 静态全局变量和静态局部变量

静态变量具有的属性, 非常的重要:

1. 被static修饰的变量, 生命周期为 程序运行期间

   即使尝试定义临时变量, 但只要使用static进行修饰, 此变量的生命周期就为 整个程序运行期间

   即, 无论是静态全局变量, 还是静态局部变量, 生命周期 均为整个程序的运行期间

2. 被static修饰的变量, 作用域为 其所在代码块内

   作用域方面, 静态全局变量和静态局部变量存在一定的不同

   在介绍功能 1 时, 已经了解过, 静态全局变量的作用域是 其所在的文件内

   而静态局部变量不同, 静态局部变量的作用域是 定义此变量时, 其所在的代码块内

   可以用代码测试一下:

   1
   #include <stdio.h>
   2
   
   3
   int main() {
   4
       {
   5
           static int globalVar = 1;
   6
           printf("file: Test1 globalVar %d, %p\n", globalVar, &globalVar);
   7
       }
   8
       printf("file: Test1 globalVar %d, %p\n", globalVar, &globalVar);
   9
   
   10
       return 0;
   11
   }
   

   

   从编译结果来看, 第8行的printf("file: Test1 globalVar %d, %p\n", globalVar, &globalVar);提示globalVar未定义

   而第6行的相同语句, 并没有报错

3. 被static修饰的变量, 在整个程序运行期间, 只会被初始化一次

   从字面来看, 这个属性好像并不容易理解

   但可以结合代码理解:

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   #include <stdio.h>
   2
   
   3
   int main() {
   4
       int count = 5;
   5
       while (count--) {
   6
           int staticVal = 10;
   7
           printf("staticVal: %d\n", staticVal++);
   8
       }
   9
   
   10
       return 0;
   11
   }
   

   

   1
   #include <stdio.h>
   2
   
   3
   int main() {
   4
       int count = 5;
   5
       while (count--) {
   6
           int val = 10;
   7
           printf("val: %d\n", val++);
   8
       }
   9
   
   10
       return 0;
   11
   }
   

   

   对比这两段代码 和 其运行结果

   从结果中可以看到

   1. 被static修饰的临时变量staticVal

      初始化语句写在while()循环内, 但即使多次循环, 也只初始化了一次

      在循环体内的staticVal++操作, 会对此静态变量随着循环执行累加操作

   2. 没有被static修饰的普通临时变量val

      初始化语句同样写在while()循环内, 但每次循环, 都会初始化一次

      循环体内的val++操作, val总是从10开始