C 语言中的 static 关键字

C 语言中的 static 关键字是什么?

C 语言中的 static 关键字 是存储类说明符之一，根据其使用环境的不同，其含义也有所不同。

"static"关键字用于声明静态变量以及定义静态函数。当变量声明为"static"时，它代表一个静态存储类。

静态函数仅在定义它的程序文件(扩展名为".c")内部可用。不能使用"extern"关键字将静态函数导入另一个文件。

static 关键字的用途

以下是 static 关键字的不同用法

• 静态局部变量:使用 static 关键字声明局部变量时，其生存期将持续到程序结束，并在函数调用之间保留其值。
• 静态全局变量:使用 static 关键字声明全局变量时，只能在同一文件内访问。当您想将全局变量设置为声明它的文件的私有全局变量时，它非常有用。
• 静态函数:当您将函数声明为静态函数时，其作用域将仅限于声明该函数的文件中。您无法在其他文件中访问该函数。

静态变量(带 static 关键字的变量)

当变量声明为静态变量时，它只会初始化一次。编译器会保留该变量直到程序结束。 静态变量也用于存储在多个函数之间共享的数据。

以下是一些关于静态变量需要注意的要点:

• 编译器会在计算机主内存中为静态变量分配空间。
• 与auto不同，静态变量初始化为零，而不是垃圾回收。
• 如果静态变量在函数内部声明，则它不会在每次函数调用时重新初始化。
• 静态变量具有局部作用域。

static 关键字与变量示例

在下面的示例中，counter() 函数中的变量"x"被声明为静态变量。第一次调用 counter() 函数时，它被初始化为"0"。在每次后续调用中，它不会被重新初始化;而是保留先前的值。

#include <stdio.h>

int counter();

int main() {

   counter();
   counter();
   counter();
   return 0;
}

int counter() {
   static int x;
   printf("Value of x as it enters the function: %d
", x);
   x++;
   printf("Incremented value of x: %d
", x);
}

输出

运行此代码时，将产生以下输出 -

Value of x as it enters the function: 0
Incremented value of x: 1
Value of x as it enters the function: 1
Incremented value of x: 2
Value of x as it enters the function: 2
Incremented value of x: 3

静态变量与全局变量类似，因为它们都会被初始化为 0(对于数字类型)或空指针(对于指针)，除非明确赋值。但是，静态变量的作用域仅限于声明它的函数或代码块。

静态函数(函数中的 static 关键字)

默认情况下，每个函数都会被编译器视为全局函数。它们可以在程序内部的任何位置访问。

在定义中添加关键字"static"前缀时，我们得到的静态函数的作用域仅限于其目标文件(以".c"扩展名保存的程序的编译版本)。这意味着该静态函数仅在其目标文件中可见。

可以在函数名称前添加关键字"static"来声明静态函数。

static 关键字与函数示例(多个文件中)

使用 CodeBlocks IDE 打开一个控制台应用程序。添加两个文件"file1.c"和"main.c"。这两个文件的内容如下 -

"file1.c"的内容 -

static void staticFunc(void) {
   printf("Inside the static function staticFunc() ");
}

"main.c"的内容 −

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {

   staticFunc();
   return 0;
}

现在，如果构建上述控制台应用程序项目，我们将收到错误，即"未定义对 staticFunc() 的引用"。发生这种情况是因为 staticFunc() 函数是一个静态函数，并且仅在其目标文件中可见。

static 关键字与函数示例(在同一文件中)

以下程序演示了静态函数在 C 程序中的工作原理 -

#include <stdio.h>

static void staticFunc(void){
   printf("Inside the static function staticFunc() ");
}

int main(){

   staticFunc();
   return 0;
}

输出

上述程序的输出如下 -

Inside the static function staticFunc()

在上述程序中，函数 staticFunc() 是一个静态函数，它打印"静态函数 staticFunc() 内部"。main() 函数调用 staticFunc()。由于静态函数仅从其自身的目标文件中调用，因此该程序运行正常。

static 关键字与多个函数的示例

您可以在同一个目标文件中包含多个静态函数，如下例所示 -

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

// 定义静态函数
static int square( int num){
   return num * num;
}

static void voidfn(){
   printf ("From inside the static function.
");
}

static int intfn(int num2){
   return sqrt(num2);
}

int main(){

   int n1, val;
   n1 = 16;
   val = square(n1);	// 调用 voidfn 静态函数

   printf("The square of the %d : %d
", n1, val);
   voidfn();		//调用intfn静态函数
   val = intfn(n1);
   printf("The square root of the %d : %d
", n1, val);

   return 0;
}

输出

运行此代码时，将产生以下输出 -

The square of the 16: 256
From inside the static function.
The square root of the 16: 4