外部變數和靜態變數

2021-06-19 13:38:13 字數 2544 閱讀 9588

外部變數是在函式外部定義的全域性變數,它的作用域是從變數的定義處開始,到本程式檔案的結尾。在此作用域內,全域性變數可為各個函式所引用。編譯時將外部變數分配在靜態儲存區。有時需要在其他檔案中使用extern來宣告外部變數,以擴充套件外部變數的作用域。 也可用static宣告外部變數,使該變數不能被其他檔案引用。

extern可省略不寫。

本檔案裡:在乙個檔案裡,有不止乙個函式,外部變數在第乙個函式前面定義。若用extern在第乙個函式前宣告該變數則該變數可以在第乙個函式中使用。

多個檔案中:在其他檔案中若想要使用該檔案中已宣告的全域性變數,則在其他檔案頭部宣告該變數,即可使用該全域性變數。

static宣告後該外部變數就只能在本檔案中使用。

靜態變數的型別關鍵字是static。 靜態變數當然是屬於靜態儲存方式,但是屬於靜態儲存方式的量不一定就是靜態變數, 例如外部變數雖屬於靜態儲存方式,但不一定是靜態變數,必須由 static加以定義後才能成為靜態外部變數,或稱靜態全域性變數。 對於自動變數,它屬於動態儲存方式。 但是也可以用static定義它為靜態自動變數,或稱靜態區域性變數,從而成為靜態儲存方式。 由此看來,乙個變數可由static進行再說明,並改變其原有的儲存方式。(區分靜態全域性變數與靜態區域性變數)

「靜態變數」這一術語有兩個容易混淆的定義:

靜態全域性變數和靜態區域性變數有不同的生存週期,靜態區域性變數的生存期與整個源程式相同,靜態全域性變數的生存期值存在於乙個原始檔內。

靜態變數也可以用於儲存常數。具體來說,靜態變數(全域性變數及組合語言裡定義的符號亦同)可用const,constant或final(根據語言決定)等關鍵字標識,這時其值就會在編譯時(英語:compile time)設定,並且無法在執行時改變。編譯器通常將靜態常量與文字一起置於目標檔案的文字區域,而非常量初始化資料則置於資料區;而如若有需要,有些編譯器還可選擇為其開闢專用區;為防止常數變數被錯誤的指標寫入覆蓋,亦可在這塊區域啟用記憶體保護機制。

靜態區域性變數屬於靜態儲存方式,它具有以下特點:

(1)靜態區域性變數在函式內定義,但不像自動變數那樣,當呼叫時就存在,退出函式時就消失。靜態區域性變數始終存在著,也就是說它的生存期為整個源程式。

(2)靜態區域性變數的生存期雖然為整個源程式,但是其作用域仍與自動變數相同,即只能在定義該變數的函式內使用該變數。退出該函式後, 儘管該變數還繼續存在,但不能使用它。

(3)允許對構造類靜態區域性量賦初值。若未賦以初值,則由系統自動賦值。數值型變數自動賦初值0,字元型變數賦空字元。

(4)對基本型別的靜態區域性變數若在說明時未賦以初值,則系統自動賦予0值。而對自動變數不賦初值,則其值是不定的。 根據靜態區域性變數的特點, 可以看出它是一種生存期為整個原始檔的量。雖然離開定義它的函式後不能使用,但如再次呼叫定義它的函式時,它又可繼續使用, 而且儲存了前次被呼叫後留下的值。 因此,當多次呼叫乙個函式且要求在呼叫之間保留某些變數的值時,可考慮採用靜態區域性變數。雖然用全域性變數也可以達到上述目的,但全域性變數有時會造成意外的***,因此仍以採用區域性靜態變數為宜。

舉例說明:

區別靜態區域性變數和動態區域性變數

#includeint fun(int n)

void main()

執行結果:

fun(1) = 1

fun(2) = 2

fun(3) = 6

fun(4) = 24

fun(5) = 120

全域性變數(外部變數)的說明之前再冠以static 就構成了靜態的全域性變數。全域性變數本身就是靜態儲存方式, 靜態全域性變數當然也是靜態儲存方式。 這兩者在儲存方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全域性變數的作用域是整個源程式, 當乙個源程式由多個原始檔組成時,非靜態的全域性變數在各個原始檔中都是有效的。 而靜態全域性變數則限制了其作用域, 即只在定義該變數的原始檔內有效, 在同一源程式的其它原始檔中不能使用它。由於靜態全域性變數的作用域侷限於乙個原始檔內,只能為該原始檔內的函式公用, 因此可以避免在其它原始檔中引起錯誤。從以上分析可以看出, 把區域性變數改變為靜態變數後是改變了它的儲存方式即改變了它的生存期。把全域性變數改變為靜態變數後是改變了它的作用域, 限制了它的使用範圍。因此static 這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。應予以注意。

除明確標識出變數的生命週期(英語:object lifetime)外,將變數宣告為static儲存類還會根據變數屬性不同而有一些特殊的作用:

對於靜態全域性變數來說,針對某一原始檔的以static宣告的檔案級變數與函式的作用域只限於檔案內(只在檔案內可見),也即「內部連線」,因而可以用來限定變數的作用域;

對於靜態區域性變數來說,在函式內以static宣告的變數雖然與自動區域性變數的作用域相同(即作用域都只限於函式內),但儲存空間是以靜態分配而非預設的自動分配方式獲取的,因而儲存空間所在區域不同(一般來說,靜態分配時儲存空間於編譯時在程式資料段分配,一次分配全程有效;而自動分配時儲存空間則是於呼叫棧上分配,只在呼叫時分配與釋放),且兩次呼叫間變數值始終保持一致;

對於靜態成員變數(英語:member variable)來說,在c++中,在類的定義中以static宣告的成員變數屬於類變數(英語:class variable),也即在所有類例項中共享,與之相對的就是過程變數(英語:instance variable)。

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