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static全局/局部变量/函数和普通全局/局部变量/函数的区别

article 2024/11/2 15:29:51

逐一介绍每种类型的变量和函数在 C 语言中的区别，并通过代码示例说明 static 关键字的作用。

1. `static` 全局变量与普通全局变量的区别

普通全局变量：可以在多个 .c 文件中使用（即具有外部链接）。
static 全局变量：作用域仅限于声明它的文件内部，其他文件无法访问（即具有内部链接）。

2. `static` 局部变量与普通局部变量的区别

普通局部变量：每次进入函数时重新创建，退出函数时销毁，因此它不保留上次的值。
static 局部变量：在函数内定义但具有静态存储期，函数多次调用时不会被重新创建，会保留上次的值。

3. `static` 函数与普通函数的区别

普通函数：可以在多个 .c 文件中使用（外部链接）。
static 函数：作用域仅限于声明它的文件内部，其他文件无法调用该函数（内部链接）。

示例代码

示例结构

假设我们有三个文件：

file1.c — 包含普通和 static 全局变量、函数和局部变量。
file2.c — 尝试访问 file1.c 中的变量和函数。
main.c — 用于演示和运行整个代码。

1. `file1.c`

#include <stdio.h>

int globalVar = 100;        // 普通全局变量
static int staticGlobalVar = 200; // static 全局变量

void normalFunction() {
    printf("This is a normal function in file1.c\n");
}

static void staticFunction() {
    printf("This is a static function in file1.c\n");
}

void testStaticAndLocalVars() {
    int localVar = 1;             // 普通局部变量
    static int staticLocalVar = 1; // static 局部变量

    localVar++;
    staticLocalVar++;

    printf("Local variable: %d, Static local variable: %d\n", localVar, staticLocalVar);
}

2. `file2.c`

#include <stdio.h>

extern int globalVar;          // 声明引用 file1.c 中的普通全局变量
// extern int staticGlobalVar;  // 尝试引用 static 全局变量会出错

void normalFunction();
// void staticFunction();       // 尝试引用 static 函数会出错

void accessFromAnotherFile() {
    printf("Accessing globalVar from file2.c: %d\n", globalVar);
    normalFunction();

    // 以下代码会出错，因为 staticGlobalVar 和 staticFunction 都是静态的，仅 file1.c 可见。
    // printf("Accessing staticGlobalVar from file2.c: %d\n", staticGlobalVar);
    // staticFunction();
}

3. `main.c`

#include <stdio.h>

void testStaticAndLocalVars();
void accessFromAnotherFile();

int main() {
    printf("Testing static and local variables in a function:\n");
    testStaticAndLocalVars();
    testStaticAndLocalVars(); // 调用两次函数，观察 static 局部变量的效果

    printf("\nTesting access to global variables and functions from another file:\n");
    accessFromAnotherFile();

    return 0;
}

编译和运行

将所有文件一起编译：

gcc file1.c file2.c main.c -o program
./program

预期输出

Testing static and local variables in a function:
Local variable: 2, Static local variable: 2
Local variable: 2, Static local variable: 3

Testing access to global variables and functions from another file:
Accessing globalVar from file2.c: 100
This is a normal function in file1.c

解释

static 全局变量与普通全局变量的区别：
- globalVar 是普通全局变量，可以在 file2.c 中访问。
- staticGlobalVar 是静态全局变量，只能在 file1.c 中使用，尝试在 file2.c 中访问会报错。
static 局部变量与普通局部变量的区别：
- 在 testStaticAndLocalVars() 函数中，localVar 是普通局部变量，每次调用时都会重新初始化为 1。
- staticLocalVar 是静态局部变量，第一次初始化为 1，在函数多次调用时会保留其值，因此第二次调用时值增加到 3。
static 函数与普通函数的区别：
- normalFunction 是普通函数，可以在 file2.c 中调用。
- staticFunction 是静态函数，只能在 file1.c 中使用，尝试在 file2.c 中调用会报错。