一，前言

大家好，歡迎來到C語言深度解析專欄—關(guān)鍵字詳解第二篇，在本篇中我們將會對static關(guān)鍵字進行詳細介紹，其中要求我們掌握我上一篇中所講到的全局變量、局部變量、作用域以及生命周期的相關(guān)概念，如果對這幾個概念比較模糊的同學(xué)可以先移步我上一篇博客，下面是博客鏈接。
C語言關(guān)鍵字詳解

二、認識多文件

為了理解static修飾函數(shù)的作用，我們需要了解多文件的相關(guān)內(nèi)容

1、多文件的創(chuàng)建

這里我先介紹一下頭文件的創(chuàng)建：頭文件的創(chuàng)建與.c文件的創(chuàng)建十分相似，僅僅是在選擇的時候把c++文件改成.h而已

.h：我們稱之為頭文件，一般包含函數(shù)聲明，變量聲明，宏定義，頭文件等內(nèi)容(header)
.c: 我們稱之為源文件，一般包含函數(shù)實現(xiàn)，變量定義等 (.c:c語言）
多文件就是在一個.h文件下，包含多個.c文件，比如main.c test1.c test2.c teset3.c … …

2、為什么要有多文件

在一個公司的大型項目中，預(yù)期產(chǎn)品所要實現(xiàn)的功能往往是十分復(fù)雜的，所以一般都會將功能進行模塊化處理，從而便于我們進行代碼的復(fù)用、代碼的修改與維護以及多人協(xié)作，自然我們一個程序中就需要多個.c文件

3、為什么要有頭文件

單純的使用源文件，組織項目結(jié)構(gòu)的時候，項目越大越復(fù)雜維護成本會變得越來越高!
所以我們在組織項目結(jié)構(gòu)的時候會使用頭文件來減少大型項目的維護成本問題。

補充：頭文件中 #pragma once 的含義

大家在創(chuàng)建一個.h 頭文件的時候會發(fā)現(xiàn)編譯器在頭文件的開頭會自動加上 #pragma once

相信有許多小伙伴在曾今或者現(xiàn)在都對這東西有著深深的疑惑，其實它是用來防止頭文件被反復(fù)包含的，舉個栗子

如上所示：我在test.h中包含了頭文件<stdio.h>,但是在main.c中我又同時包含了test.h 和 stdio.h ，這就造成了stdio.h被包含了兩次，使得程序在編譯的時候?qū)tdio.h 里面的內(nèi)容拷貝了兩份，造成代碼冗余，而#pragma once 會檢查該頭文件是否已經(jīng)被包含，如若是就不在進行拷貝。
防止頭文件反復(fù)包含的另一種方法（涉及預(yù)處理內(nèi)容，暫時不講，同學(xué)們當作了解即可）

4、多文件在代碼中的具體體現(xiàn)

在上圖中我們在test.c 文件中中定義了一個全局變量和一個函數(shù)，然后在test.h文件中對其進行聲明，最后在main.c文件中對全局變量和函數(shù)進行打印和調(diào)用，我們可以發(fā)現(xiàn)，這種做法是可行的，也就是說：全局變量和函數(shù)可以跨文件訪問的（這個結(jié)論在解釋下文static作用時會被用到）

三、最名不符實的關(guān)鍵字 - static

static 整體闡述

上圖是MSDN對static的解釋，翻譯過來就是：修改變量時，static關(guān)鍵字指定該變量具有靜態(tài)持續(xù)時間(在程序開始時分配，在程序結(jié)束時釋放)，并將其初始化為0，除非指定了其他值。在文件范圍中修改變量或函數(shù)時，static關(guān)鍵字指定該變量或函數(shù)具有內(nèi)部鏈接(其名稱在聲明它的文件外部不可見)。這段話讀起來沒什么具體的概念，接下來我從static 作用的三個對象來帶大家具體了解static。

1、static 修飾局部變量

圖一：test 函數(shù)里面定義的 a 是局部變量，局部變量在棧區(qū)上開辟空間，棧區(qū)的使用特點是進入變量的生命周期時自動為其開辟空間，離開變量的生命周期時自動銷毀對應(yīng)空間，所以這里每次調(diào)用 test 函數(shù)時 a 都會被重新定義并初始化為0，所以屏幕上打印的是10個1；

圖二：我們把 a 用 static 修飾后發(fā)現(xiàn)屏幕打印的是1到10，就好像每次調(diào)用完 test 函數(shù)后 a 并沒有被銷毀，而是繼續(xù)使用，下次調(diào)用 test 函數(shù)時 a 直接在之前的基礎(chǔ)上進行 ++ 操作。
所以 static 修飾局部變量的作用是：改變局部變量的生命周期，本質(zhì)上是改變了局部變量的存儲位置，讓局部變量不再是在棧區(qū)上開辟空間，而是直接在靜態(tài)區(qū)上開辟空間，從而使得局部變量擁有和全局變量一樣的生命周期，即隨著整個程序生成和銷毀。

更深入的理解 static 修飾局部變量的作用：圖三，我們的程序從源文件(.c文件)變成可執(zhí)行程序(.exe文件)需要經(jīng)過編譯鏈接運行三個環(huán)節(jié)，而編譯環(huán)節(jié)又分為預(yù)處理、編譯、匯編三個階段，在匯編階段，編譯器會把我們的C語言代碼轉(zhuǎn)換成匯編代碼，而每一條C語言語句都對應(yīng)著多句匯編代碼，然而在圖三中，我們可以觀察到，只有 static int a = 0; 這條語句沒有對應(yīng)的匯編代碼，也就是說，C語言在編譯的時候會直接跳過這條語句。
本質(zhì)上是：在編譯環(huán)節(jié)的編譯階段編譯器就會為被 static 修飾的局部變量分配空間，所以C程序在運行的過程中會直接跳過 static 修飾的語句，也就是說，在第二次及以上甚至第一次調(diào)用 test 函數(shù)時 static int a = 0; 這條語句都不會被執(zhí)行。

補充：內(nèi)存分布：

要弄清楚這個問題，我們首先得知道內(nèi)存布局是怎樣的：

如圖，左邊是內(nèi)存的具體劃分，右邊是內(nèi)存的大概劃分，在C語言階段我們只需要記住右邊的圖就可以了，從圖中我們可以看到，局部變量的內(nèi)存開辟是在棧區(qū)上的，而棧區(qū)的特點是進入代碼塊開辟空間，離開代碼塊釋放空間，所以局部變量的作用域和生命周期只在代碼塊內(nèi)，而用static的變量則直接在靜態(tài)區(qū)開辟空間，所以變量的生命周期得到延長。

2、static修飾全局變量

圖一圖二對比分析：我在Add.c中定義了一個全局變量g_val，因為全局變量具有外部鏈接屬性，所以我只需要在test.c中對g_val進行聲明之后就可以正常使用了，但是當我用 static 來修飾g_val時，我們發(fā)現(xiàn)，編譯器說g_val是無法解析的外部符號；
所以 static 修飾全局變量的作用是：改變了全局變量的外部鏈接屬性(可以在其他源文件內(nèi)被訪問)，使其變成內(nèi)部連接屬性(只能在本文件內(nèi)部被訪問)，給我們的感覺是全局變量的作用域變小了。

3、static修飾函數(shù)

圖一圖二對比分析：這里和 static 修飾全局變量非常類似，我在Add.c中定義了一個Add函數(shù)，因為函數(shù)也具有外部鏈接屬性，所以我只需要在test.c中對Add函數(shù)進行聲明之后就可以正常使用了，但是當我用 static 來修飾Add函數(shù)時，我們發(fā)現(xiàn)，編譯器說Add是無法解析的外部符號；
所以 static 修飾函數(shù)的作用是：改變了函數(shù)的外部鏈接屬性(可以在其他源文件內(nèi)被訪問)，使其變成內(nèi)部連接屬性(只能在本文件內(nèi)部被訪問)，給我們的感覺是函數(shù)的作用域變小了。

四、總結(jié)

• 1、 全局變量和函數(shù)是可以跨文件訪問的，因為有一定規(guī)模的項目，一定是多文件的，多個文件之間，后續(xù)一定要進行數(shù)據(jù)“交互”(test.h test.c main.c) ，如果不能跨文件訪問，數(shù)據(jù)"交互"成本會非常高，所以C語言在設(shè)計的時候就規(guī)定了全局變量和函數(shù)可以跨文件訪問
• 2、 static 修飾局部變量的作用：改變局部變量的生命周期，本質(zhì)上是改變了局部變量的存儲位置，讓局部變量不再是在棧區(qū)上開辟空間，而是直接在靜態(tài)區(qū)上開辟空間，從而使得局部變量擁有和全局變量一樣的生命周期，即隨著整個程序生成和銷毀。
• 3、static 修飾全局變量的作用：改變了全局變量的外部鏈接屬性(可以在其他源文件內(nèi)被訪問)，使其變成內(nèi)部連接屬性(只能在本文件內(nèi)部被訪問)。
• 4、static 修飾函數(shù)的作用是：改變了函數(shù)的外部鏈接屬性(可以在其他源文件內(nèi)被訪問)，使其變成內(nèi)部連接屬性(只能在本文件內(nèi)部被訪問)。

到此這篇關(guān)于全面了解C語言 static 關(guān)鍵字的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言 static 關(guān)鍵內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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