c语言关键字的用法详解

1. Static用法
1.1 static声明的变量在C语言中有两方面的特征：
1)、变量会被放在程序的全局存储区中,这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。

这一点是它与堆栈变量和堆变量的区别。

2）、变量用static告知编译器，自己仅仅在变量的作用范围内可见。

这一点是它与全局变量的区别。

1.2 特点
A。

若全局变量仅在单个C文件中访问,则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度；
B。

若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量,以降低模块间的耦合度；
C.设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时,需要考虑重入问题；D。

如果我们需要一个可重入的函数，那么，我们一定要避免函数中使用static变量(这样的函数被称为:带“内部存储器”功能的的函数）
E.函数中必须要使用static变量情况:比如当某函数的返回值为指针类型时，则必须是static 的局部变量的地址作为返回值，若为auto类型,则返回为错指针。

函数前加static使得函数成为静态函数。

但此处“static”的含义不是指存储方式,而是指对函数的作用域仅局限于本文件（所以又称内部函数).使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。

扩展分析：术语static有着不寻常的历史.起初，在C中引入关键字static是为了表示退出一个块后仍然存在的局部变量.随后，static在C中有了第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数.为了避免引入新的关键字，所以仍使用static关键字来表示这第二种含义.最后，C++重用了这个关键字，并赋予它与前面不同的第三种含义：表示属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数(与Java中此关键字的含义相同）.
1.3 关键字static的作用是什么？
这个简单的问题很少有人能回答完全。

在C语言中，关键字static有三个明显的作用：
1.3.1 在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。

int testStatic（）
｛
int x=1;
x++；
return x;
｝
main（）
{
int i;
for(i=0；i<5;i++）
printf("％d\n"，testStatic（)）;
getch（);
}
＝＝》2 2 2 2 2
int testStatic()
｛
static int x=1；
x++;
return x；
｝
main（）
｛
int i；
for（i=0；i<5;i++）
printf（”%d\n"，testStatic（）);
getch（）；
｝
＝＝》2 3 4 5 6
1.3.2 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问,但不能被模块外其它函数访问。

它是一个本地的全局变量。

1.3.3 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。

那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

static关键字是C， C++中都存在的关键字，它主要有三种使用方式，其中前两种只指在C语言中使用, 第三种在C++中使用（C,C++中具体细微操作不尽相同, 本文以C++为准）.
(1)局部静态变量
(2）外部静态变量/函数
(3)静态数据成员/成员函数
下面就这三种使用方式及注意事项分别说明
1.3.4 局部静态变量
在C/C++中, 局部变量按照存储形式可分为三种auto， static, register （ <C语言程序设计（第二版)> 谭浩强, 第174—175页)
与auto类型(普通)局部变量相比, static局部变量有三点不同
1.3.4.1 存储空间分配不同
auto类型分配在栈上, 属于动态存储类别，占动态存储区空间，函数调用结束后自动释放, 而static分配在静态存储区, 在程序整个运行期间都不释放。

两者之间的作用域相同，但生存期不同。

1.3.4.2 static局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作, 且只操作一次
3。

对于局部静态变量, 如果不赋初值, 编译期会自动赋初值0或空字符，而auto 类型的初值是不确定的. (对于C++中的class对象例外, class的对象实例如果不初始化, 则会自动调用默认构造函数, 不管是否是static类型)
特点: static局部变量的”记忆性”与生存期的"全局性"
所谓"记忆性”是指在两次函数调用时，在第二次调用进入时，能保持第一次调用退出时的值.
示例程序一
＃include <iostream〉
using namespace std;
void staticLocalVar（)
{
static int a = 0; // 运行期时初始化一次，下次再调用时，不进行初始化工作
cout 〈< "a= ” < 〈a < <endl;
++a；
}
int main（）
{
staticLocalVar(）； // 第一次调用，输出a=0
staticLocalVar()； // 第二次调用，记忆了第一次退出时的值，输出a=1 return 0；
｝
1.4 应用：
1.4.1 利用”记忆性”,
记录函数调用的次数（示例程序一)
1.4.2 利用生存期的”全局性”
改善"return a pointer / reference to a local object”的问
题. Local object的问题在于退出函数, 生存期即结束,。

利用static的作用，延长变量的生存期。

示例程序二:
// IP address to string format
// Used in Ethernet Frame and IP Header analysis const char * IpToStr（UINT32 IpAddr)
{
static char strBuff［16]； // static局部变量，用于返回地址有效
const unsigned char ＊pChIP = (const unsigned char ＊)&IpAddr；
sprintf(strBuff, ”%u。

％u。

%u.％u ", pChIP[0], pChIP ［1］, pChIP［2］， pChIP[3]）；
return strBuff;
}
注意事项:
1。

“记忆性"，程序运行很重要的一点就是可重复性, 而static变量的”记忆性”破坏了这种可重复性, 造成不同时刻至运行的结果可能不同。

2. “生存期”全局性和唯一性。

普通的local变量的存储空间分配在stack 上，因此每次调用函数时, 分配的空间都可能不一样，而static具有全局唯一性的特点，每次调用时, 都指向同一块内存, 这就造成一个很重要的问题 ---- 不可重入性!！！
这样在多线程程序设计或递归程序设计中，要特别注意这个问题.
(不可重入性的例子可以参见〈effective C++ （2nd）〉（影印版)第103—105页）
下面针对示例程序二, 分析在多线程情况下的不安全性。

（为方便描述，标上行号) ①const char * IpToStr（UINT32 IpAddr)
②｛
③static char strBuff［16]; // static局部变量, 用于返回地址有效
④const unsigned char ＊pChIP = （const unsigned char *）&IpAddr;
⑤sprintf（strBuff, ”％u.％u.%u。

％u "，pChIP ［0］， pChIP[1］， pChIP[2］， pChIP［3]);
⑥return strBuff；
⑦}
假设现在有两个线程A,B运行期间都需要调用IpToStr（)函数, 将32位的IP地址转换成点分10进制的字符串形式. 现A先获得执行机会，执行IpToStr()，传入的参数是0x0B090A0A, 顺序执行完应该返回的指针存储区内容是：”10。

10.9.11”, 现执行到⑥时，失去执行权, 调度到B线程执行, B线程传入的参数是0xA8A8A8C0, 执行至⑦，静态存储区的内容是192。

168。

168。

168。

当再调度到A执行时，从⑥继续执行，由于strBuff的全局唯一性, 内容已经被B线程冲掉, 此时返回的将是192.168。

168。

168字符串，不再是10。

10。

9。

11字符串。

二、外部静态变量／函数
在C中static有了第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。

, 但为了限制全局变量/函数的作用域, 函数或变量前加static使得函数成为静态函数。

但此处“static"的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。

注意此时，对于外部(全局）变量, 不论是否有static限制，它的存储区域都是在静态存储区, 生存期都是全局的。

此时的static只是起作用域限制作用，限定作用域在本模块（文件)内部.
使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时,不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。

示例程序三:
//file1。

cpp
static int varA；
int varB;
extern void funA()
{
……
}
static void funB(）
｛
……
}
//file2.cpp
extern int varB； // 使用file1。

cpp中定义的全局变量
extern int varA; // 错误! varA是static类型, 无法在其他文件中使用
extern vod funA()； // 使用file1.cpp中定义的函数
extern void funB(）； // 错误！无法使用file1.cpp文件中static函数
2. extern用法
外部函数:
（1）在定义函数时，如果在函数首部的最左端冠以关键字extern，则表示此函数是外部函数，可供其它文件调用.
如函数首部可以写为
extern int fun （int a，int b）
这样,函数fun就可以为其它文件调用。

C语言规定，如果在定义函数时省略extern,则隐含为外部函数.
（2）在需要调用此函数的文件中，用extern声明所用的函数是外部函数。