C語言中static的三個作用

在C語言中，static的字面意思很容易把我們匯入歧途，其實它的作用有三條。

（1）先來介紹它的第一條也是最重要的一條：隱藏。

當我們同時編譯多個檔案時，所有未加static首碼的全域變數和函數都具有全域可見度。為理解這句話，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。

下面是a.c的內容

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;
}

 

程式的運行結果是：

A Hello

你可能會問：為什麼在a.c中定義的全域變數a和函數msg能在main.c中使用？前面說過，所有未加static首碼的全域變數和函數都具有全域可見度，其它的源檔案也能訪問。此例中，a是全域變數，msg是函數，並且都沒有加static首碼，因此對於另外的源檔案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數和同名變數，而不必擔心命名衝突。Static可以用作函數和變數的首碼，對於函數來講，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。儲存在待用資料區的變數會在程式剛開始運行時就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有兩種變數儲存在靜態儲存區：全域變數和static變數，只不過和全域變數比起來，static可以控制變數的可見範圍，說到底static還是用來隱藏的。雖然這種用法不常見，但我還是舉一個例子。

#include <stdio.h>

int fun(void){
    static int count = 10;  

    return count--;
}

int count = 1;

int main(void)
{    
    printf("global\t\tlocal static\n");
    for(; count <= 10; ++count)
        printf("%d\t\t%d\n", count, fun());    
    
    return 0;
}

 

程式的運行結果是：

global          local static

1               10

2               9

3               8

4               7

5               6

6               5

7               4

8               3

9               2

10              1

 

（3）static的第三個作用是預設初始化為0。其實全域變數也具備這一屬性，因為全域變數也儲存在待用資料區。在待用資料區，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員的工作量。比如初始化一個疏鬆陣列，我們可以一個一個地把所有元素都置0，然後把不是0的幾個元素賦值。如果定義成靜態，就省去了一開始置0的操作。再比如要把一個字元數組當字串來用，但又覺得每次在字元數組末尾加’\0’太麻煩。如果把字串定義成靜態，就省去了這個麻煩，因為那裡本來就是’\0’。不妨做個小實驗驗證一下。

#include <stdio.h>

int a;

int main(void)
{
    int i;
    static char str[10];

    printf("integer: %d;  string: (begin)%s(end)", a, str);

    return 0;
}

程式的運行結果如下

integer: 0; string: (begin)(end)

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，所以它具備持久性和預設值0。