C語言

隱藏

場(chǎng)景演示

當(dāng)我們同時(shí)編譯多個(gè)文件時(shí)，所有未加static前綴的全局變量和函數(shù)都具有全局可見性。會(huì)導(dǎo)致符號(hào)表認(rèn)為存在同名全局變量和函數(shù)發(fā)生碰撞。

場(chǎng)景：全局的變量/函數(shù)在.h中會(huì)在多個(gè).cc文件中擁有且全局可見有鏈接問題。

a.h

#pragma once
#include<stdio.h>
void Test()
{
  printf("I am test..\n");
}

b.c

#include"a.h"
void call()
{
    Test();
}

c.c

#include"a.h"
int main()
{
   Test();   
}

makefile

all:c
c:c.o b.o
	gcc -o $@ $^ 
c.o:c.c
	gcc -c $^ 
b.o:b.c
	gcc -c $^ 
.PHONY:clean
clean:
	rm -rf *.o c

運(yùn)行結(jié)果

此時(shí)查看b.o和c.o符號(hào)表。(readelf -s xxx.o)

可以看到雙方的.o符號(hào)表中都認(rèn)為有一個(gè)GLOBAL全局函數(shù)的Test，兩者匯編階段形成的符號(hào)表此時(shí)在匯總的階段就會(huì)產(chǎn)生同名全局函數(shù)沖突。

此時(shí)在兩者的二進(jìn)制文件里都認(rèn)為各自擁有Test()函數(shù)，且都在全局。而全局函數(shù)只能有一個(gè)名字（注：重載是底層重新命名了）。雖然我們知道兩個(gè)Test()是同一個(gè)，但是link的時(shí)候認(rèn)為有兩個(gè)同名函數(shù)實(shí)現(xiàn)，因此報(bào)link錯(cuò)。

解決方法

聲明和定義分離

養(yǎng)成聲明和定義分離的習(xí)慣，在.h中只聲明不定義。在.c文件中定義。

a.h

#include<stdio.h>
void Test();

a.c

#include"a.h"
void Test()
{
    cout<<"I am test..."<<endl;
}

makefile

all:c
c:c.o b.o a.o
	gcc -o $@ $^ 
c.o:c.c
	gcc -c $^ 
b.o:b.c
	gcc -c $^ 
a.o:a.c
	gcc -c $^ 
.PHONY:clean
clean:
	rm -rf *.o c

為什么此時(shí)就可以正常運(yùn)行了？

依然查看符號(hào)表，可以發(fā)現(xiàn)b.o和c.o中此時(shí)只是給Test聲明留了一個(gè)全局的NOTYPE位置。

而在a.o中定義Test()，因此a.o中是func類型。

最后三個(gè).o文件鏈接的時(shí)候確定Test()實(shí)際在最后生成的.out文件中的虛擬內(nèi)存地址。運(yùn)行時(shí)加載到內(nèi)存中，之后的詳細(xì)過程就是linux創(chuàng)建進(jìn)程中的事情。

使用static關(guān)鍵字及缺陷

那如果我就是想要直接在.h中存放一個(gè)公共的全局的對(duì)象來供其他所有文件使用呢？使用static關(guān)鍵字。

a.h

#pragma once
#include<stdio.h>
static void Test()
{
  printf("I am test..\n");
}

代碼結(jié)構(gòu)：

此時(shí)為什么又成立呢？兩者.o文件中為什么對(duì)同名的全局函數(shù)包容了呢？可以看到此時(shí)兩者的符號(hào)表中仍然是func，按照?qǐng)鼍把菔局械睦?，?yīng)該報(bào)錯(cuò)的。

此時(shí)反匯編查看Test()函數(shù)地址。我們發(fā)現(xiàn)此時(shí)生成了兩個(gè)test函數(shù)，不過函數(shù)地址不同。

結(jié)論：static函數(shù)作用域僅在自己所在文件，其實(shí)是編譯后不同文件下的同名static函數(shù)會(huì)有不同的內(nèi)部命名

不同.c文件include了static變量之后該變量只在各自包含該變量的.c中可見。

既然生成了兩份，我們就可以發(fā)現(xiàn)，如果是一個(gè)靜態(tài)的全局變量，我們分別進(jìn)行修改實(shí)際上對(duì)兩個(gè)不同的變量進(jìn)行修改的。如果要解決全局變量統(tǒng)一性訪問，保證全局變量不可變即可。另外一種方式就是使用單例模式。

a.h

#pragma once
#include<stdio.h>
static int a =0;

b.h

#include"a.h"
void call();

b.c

#include"b.h"
void call()
{
   a = 1;
   printf("a=%d\n",a);
}

c.c

#include"b.h"
int main()
{
   a=2;
   printf("a=%d\n",a); 
   call();
   printf("a=%d\n",a);
}

保持變量內(nèi)容的持久

• 全局靜態(tài)變量

在全局變量前加上關(guān)鍵字static，全局變量就定義成一個(gè)全局靜態(tài)變量。

內(nèi)存中位置：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，在整個(gè)程序運(yùn)行期間移植存在。

初始化：未經(jīng)初始化的全局靜態(tài)變量會(huì)被自動(dòng)初始化為0（自動(dòng)對(duì)象的值是任意的，除非他是被顯示初始化）。

作用域：全局靜態(tài)變量是從定義指出開始，到文件結(jié)尾，在聲明他的文件之外是不可見的。

• 局部靜態(tài)變量

內(nèi)存位置：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)

初始化：未經(jīng)初始化的局部靜態(tài)變量會(huì)被自動(dòng)初始化為0（自動(dòng)對(duì)象的值是任意的，除非他是被顯示初始化）。

作用域：為局部作用域，當(dāng)定義他的函數(shù)或者語句塊結(jié)束時(shí)，作用域結(jié)束。但是當(dāng)局部靜態(tài)變量離開作用域后，并沒有被銷毀，依然駐留在內(nèi)存中，只不過我們不能再對(duì)它進(jìn)行訪問，直到該函數(shù)再次被調(diào)用，并且值不變。

如下的count變量作用域在test函數(shù)中，而生命周期是整個(gè)程序。在第一次進(jìn)入test()的時(shí)候會(huì)初始化，之后進(jìn)入test()就不再執(zhí)行第5行代碼了。

#include<stdio.h>
void test()
{
    static int count =0;
    count++;
}
int main()
{
    for(int i =0 ; i < 10 ; i++ ) test();
}

默認(rèn)初始化為0

默認(rèn)初始化為0：在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，內(nèi)存中所有的字節(jié)默認(rèn)值都是0x00。

#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;
}

Cpp

static類成員變量

聲明為static的類成員稱為類的靜態(tài)成員，用static修飾的成員變量，稱之為靜態(tài)成員變量；靜態(tài)的成員變量一定要在類外進(jìn)行初始化。

• 靜態(tài)變量屬于整個(gè)類,所有對(duì)象，生命周期在整個(gè)程序間運(yùn)行
• 在類成員函數(shù)中，可以隨便訪問

static類成員方法

用static修飾的成員函數(shù)，稱之為靜態(tài)成員函數(shù)。（因?yàn)樵摮蓡T變量沒有this指針)

static成員函數(shù)，沒有this指針，不使用對(duì)象就可以調(diào)用–>fun::。

靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)(/成員)嗎？不行。沒有this指針

非靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用類的靜態(tài)成員函數(shù)嗎？可以

class Date
{
    public:
    	Date(int year=0,int month=1,int day=1)
        {
        }
    	void f1()
        {
        }
    	static void f2()
        {
		   f1();//沒有this指針
        }
    private:
}

class Date{
public:
    	void f3()
        {
            f4();//突破類域+訪問限定符就可以訪問 Date::f4();/對(duì)象.f4()
            //類里面是一個(gè)整體都在類域中，類里面不受訪問限定符限制
        }
    	static void f4()
        {
        }
private:
};

單例模式

• 單例模式

一個(gè)類只能創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，即單例模式，該模式可以保證系統(tǒng)中該類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪問它的全局訪問點(diǎn)，該實(shí)例被所有程序模塊共享。比如在某個(gè)服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個(gè)文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個(gè)單例對(duì)象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進(jìn)程中的其他對(duì)象再通過這個(gè)單例對(duì)象獲取這些配置信息，這種方式簡化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

1.如何保證全局(一個(gè)進(jìn)程中)只有一個(gè)唯一的實(shí)例對(duì)象

參考只能在堆上創(chuàng)建對(duì)象和在棧上創(chuàng)建對(duì)象，禁止構(gòu)造和拷貝構(gòu)造及賦值。

提供一個(gè)GetInstance獲取單例對(duì)象。

2.如何提供只有一個(gè)實(shí)例呢？

餓漢模式和懶漢模式。

3.使用場(chǎng)景

由于全局的變量在.h中會(huì)在多個(gè).cc文件中擁有且可見容易有鏈接問題。而static又只能在當(dāng)前文件可見。因此真要處理成全局的就使用單例模式。

具體的單例模式在特殊類設(shè)計(jì)中提及。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!   

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