1. 作用域相關知識
名字的作用域是指程式中可以使用改名字的部分。對於函式開頭宣告的自動變數來說其作用域是宣告該變數的函式。注意不同函式中宣告的具有相同名字的區域性變數之間沒有他任何關係。函式的引數,也可以看作是區域性變數。
外部變數和函式的組用於從宣告它的地方開始,到其所在的檔案的末尾結束。
如果要在外部變數定義之前使用該變數,或者外部變數的定義和變數的使用不在乙個原始檔中,則必須在相應的變數宣告中強制性的加上關鍵字extern。eg: extern int sp[ ];
要將外部變數的生命和定義嚴格的區別開來。宣告用於說明變數的屬性,而變數的定義除此以外還將引起儲存器的分配。
外部變數的定義中必須制定陣列的長度,但extern宣告則不一定要制定陣列的長度。
2. 靜態變數 靜態函式
c語言程式可以看成由一系列外部物件構成,這些外部物件可能是變數或函式。而內部變數是指定義在函式內部的函式引數及變數。外部變數定義在函式之外,因此可以在許多函式中使用。由於c語言不允許在乙個函式中定義其它函式,因此函式本身只能是「外部的」。
由於c語言**是以檔案為單位來組織的,在乙個源程式所有原始檔中,乙個外部變數或函式只能在某個檔案中定義一次,而其它檔案可以通過extern宣告來訪問它(定義外部變數或函式的原始檔中也可以包含對該外部變數的extern宣告)。
而static則可以限定變數或函式為靜態儲存。如果用static限定外部變數與函式,則可以將該物件的作用域限定為被編譯原始檔的剩餘部分。通過static限定外部物件,可以達到隱藏外部物件的目的。因而,static限定的變數或函式不會和同一程式中其它檔案中同名的相衝突。如果用static限定內部變數,則該變數從程式一開始就擁有記憶體,不會隨其所在函式的呼叫和退出而分配和消失。
c語言中使用靜態函式的好處:
靜態函式會被自動分配在乙個一直使用的儲存區,直到退出應用程式例項,避免了呼叫函式時壓棧出棧,速度快很多。
關鍵字「static」,譯成中文就是「靜態的」,所以內部函式又稱靜態函式。但此處「static」的含義不是指儲存方式,而是指對函式的作用域僅侷限於本檔案。 使用內部函式的好處是:不同的人編寫不同的函式時,不用擔心自己定義的函式,是否會與其它檔案中的函式同名,因為同名也沒有關係。
c語言中static的語義
1.static變數:
1).區域性
a.靜態區域性變數在函式內定義,生存期為整個源程式,但作用域與自動變數相同,只能在定義該變數的函式內使用。退出該函式後, 儘管該變數還繼續存在,但不能使用它。
b.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。
2).全域性
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。但是他們的作用域,非靜態全域性變數的作用域是整個源程式(多個原始檔可以共同使用); 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。
2.static函式(也叫內部函式)
只能被本檔案中的函式呼叫,而不能被同一程式其它檔案中的函式呼叫。區別於一般的非靜態函式(外部函式)
static在c裡面可以用來修飾變數,也可以用來修飾函式。
先看用來修飾變數的時候。變數在c裡面可分為存在全域性資料區、棧和堆裡。其實我們平時所說的堆疊是棧而不包含對,不要弄混。
int a ;
main()
a是全域性變數,b是棧變數,c是堆變數。
static對全域性變數的修飾,可以認為是限制了只能是本檔案引用此變數。有的程式是由好多.c檔案構成。彼此可以互相引用變數,但加入static修飾之後,只能被本檔案中函式引用此變數。
static對棧變數的修飾,可以認為棧變數的生命週期延長到程式執行結束時。一般來說,棧變數的生命週期由os管理,在退棧的過程中,棧變數的生命也就結束了。但加入static修飾之後,變數已經不在儲存在棧中,而是和全域性變數一起儲存。同時,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。
static對函式的修飾與對全域性變數的修飾相似,只能被本檔案中的函式呼叫,而不能被同一程式其它檔案中的函式呼叫。
static 宣告的變數在c語言中有兩方面的特徵:
1)、變數會被放在程式的全域性儲存區中,這樣可以在下一次呼叫的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆疊變數和堆變數的區別。
2)、變數用static告知編譯器,自己僅僅在變數的作用範圍內可見。這一點是它與全域性變數的區別。問題:static的理解
關於static變數,請選擇下面所有說法正確的內容:
a、若全域性變數僅在單個c檔案中訪問,則可以將這個變數修改為靜態全域性變數,以降低模組間的耦合度;
b、若全域性變數僅由單個函式訪問,則可以將這個變數改為該函式的靜態區域性變數,以降低模組間的耦合度;
c、設計和使用訪問動態全域性變數、靜態全域性變數、靜態區域性變數的函式時,需要考慮重入問題;
d、靜態全域性變數過大,可那會導致堆疊溢位。
答案與分析:
對於a,b:根據本篇概述部分的說明b),我們知道,a,b都是正確的。
對於c:根據本篇概述部分的說明a),我們知道,c是正確的(所謂的函式重入問題,下面會詳細闡述)。
對於d:靜態變數放在程式的全域性資料區,而不是在堆疊中分配,所以不可能導致堆疊溢位,d是錯誤的。
因此,答案是a、b、c。
問題:不可重入函式
曾經設計過如下乙個函式,在**檢視的時候被提醒有bug,因為這個函式是不可重入的,為什麼?
unsigned int sum_int( unsigned int base )
return sum;
}答案與分析:
所謂的函式是可重入的(也可以說是可**的),即:只要輸入資料相同就應產生相同的輸出。
這個函式之所以是不可**的,就是因為函式中使用了static變數,因為static變數的特徵,這樣的函式被稱為:帶「內部儲存器」功能的的函式。因此如果我們需要乙個可重入的函式,那麼,我們一定要避免函式中使用static變數,這種函式中的static變數,使用原則是,能不用盡量不用。
將上面的函式修改為可重入的函式很簡單,只要將宣告sum變數中的static關鍵字去掉,變數sum即變為乙個auto 型別的變數,函式即變為乙個可重入的函式。
當然,有些時候,在函式中是必須要使用static變數的,比如當某函式的返回值為指標型別時,則必須是static的區域性變數的位址作為返回值,若為auto型別,則返回為錯指標。
全域性變數以及全域性變數與靜態變數的關係:
顧名思義,全域性變數是指能夠在全域性引用的變數,相對於區域性變數的概念,也叫外部變數;同靜態變數一樣,全域性變數位於靜態資料區,全域性變數一處定義,多處引用,用關鍵字「extern」引用「外部」的變數。
全域性變數也可以是靜態的,在前面有過說明,靜態全域性變數的意義就是不讓「外部」引用,是單個原始檔裡的全域性變數,即是編譯階段的全域性變數,而不是連線階段的全域性變數。
通過上面的分析,我們不難得出以下結論:
1、 靜態函式與普通函式的區別在於:靜態函式不可以被同一原始檔以外的函式呼叫。
2、 靜態區域性變數與普通區域性變數的區別在於:靜態區域性變數只初始化一次,下一次初始化實際上是依然是上一次的變數;
3、 靜態全域性變數與普通全域性變數的區別在於:靜態全域性變數的作用域僅限於所在的原始檔。
3. 暫存器變數
register宣告告訴編譯器,所宣告的變數在程式中使用頻率較高。其思想是,將register變數放在暫存器中,這樣可以使程式更小,執行速度更快。eg: register int x;
register宣告只適用於自動變數以及函式的形式引數。
每個函式中只有很少的變數存放在暫存器中,且只允許某些型別的變數。
無論暫存器變數是不是實際存放在暫存器中,它的位址都不能被訪問。
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