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    《C语言深入理解系列- 乱世枭雄:static与extern》

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    乱世枭雄:static与extern

    描述:在C程序世界里,不同代码国度以.c文件为国界分隔开来,在单个国家(C源文件)里有不同的函数占山为王,军阀割据,每个C程序世界里只有一个君主main和其首都(main函数体),main通过下传圣旨(参数),调用各种军阀(函数),来掌控整个C程序世界的有序运行。在和谐世界的幌子下,却是别番风景,某军阀(函数)心怀叵测,不想单纯听从于main的指挥与调度,树立了自己的政权旗帜static。static不用听附与main的调度,自己做主,私藏金库(空间)。而main对此却很无奈,因为相对static来说,extern更是让它皇权难保。不同的国家(不同的.c文件)之间通过extern相互私通,传递信息。二者联合作乱,让编程者逻辑混淆。当然,如果编程者连一个国家都没有走出去过(指将所有代码写到一个.c文件里),不能够上升到一个宏观的角度,将不知所云。乱世出枭雄,切听我慢慢道来其中一二。

    作用:简单来说static修辞变量,就是指该变量空间独立于函数中的auto变量或叫栈变量(请查看auto关键字章节),static变量空间在内存中的静态区内被分配。如图xxx所示。

    图xxx 程序内存分布示意图

    在使用static的时候一定要注意以下两点:

    1. static变量在程序运行(main启动)之前就已经被分配,它不像是局部变量那样动态在栈上分配的,它在程序彻底退出之后才被释放。

    2. static变量有访问权限,在子函数里声明的static变量,只能在该函数内访问,如果static变量在函数体外声明,它的访问权限就是本文件内。

    3. static不仅可以修辞变量,还可以用来修辞函数,如果用来修辞函数,和第2条有着相似的意义,表示该函数访问权限限制在本源文件内。

    记住以上三点,可以解释很多初学者不明白的问题:

    • 为什么子函数里声明的static变量,每次访问其值都是上一次的结果?答案见要点1。
    • 为什么子函数里的static变量不能在子函数外面访问?答案见要点2。
    • 如何避免不同文件里命名冲突的问题?答案见要点3。

    带着上面的理解,再回头理解描述里的小故事:乱世枭雄。

    extern是指,当前变量或函数不是在本源文件内声明的,它是外部变量或外部函数,正所谓“外来的和尚会念经”,能很好的体现extern的价值。当我们在本文件里试图引用一个外部声明的全局变量或函数时,可以在其前面加上extern,表示它是外来和尚。

    宏观理解:通过上面的分析看来,C程序里,通过函数将功能区分开来,每个函数完成一个功能(这也是为什么函数的英文叫function),而又将一片相关联的功能集合在一个源文件里,这些功能和相关联的功能之间通常要有联系,而这种联系(亦可叫通信)就是通过static和extern进行联系起来的,当然这里面还要有头文件的功劳,关于头文件的解释,后面会单独拿来分析。

    常见错误理解:

    菜鸟:static表示常量。

    你要这么说const关键字哭了。static不表示常量,理解它就从上述3点来理解。

    菜鸟:static表示其值会被记录住。

    这么说只是片面理解。

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