全局變量、靜態全局變量、局部變量、靜態局部變量的區別

一. 區別
1. 從作用域看:
1>全局變量具有全局作用域。全局變量只需在一個源文件中定義,就可以作用於所有的源文件。當然,其他不包含全局變量定義的源文件需要用extern 關鍵字再次聲明這個全局變量。
2>靜態全局變量也具有全局作用域,它與全局變量的區別在於如果程序包含多個文件的話,它作用於定義它的文件裏,不能作用到其它文件裏,即被static關鍵字修飾過的變量具有文件作用域。這樣即使兩個不同的源文件都定義了相同名字的靜態全局變量,它們也是不同的變量。
3>靜態局部變量具有局部作用域,它只被初始化一次,自從第一次被初始化直到程序運行結束都一直存在,它和全局變量的區別在於全局變量對所有的函數都是可見的,而靜態局部變量只對定義自己的函數體始終可見。
4>局部變量也只有局部作用域,它是自動對象(auto),它在程序運行期間不是一直存在,而是隻在函數執行期間存在,函數的一次調用執行結束後,變量被撤銷,其所佔用的內存也被收回。

2. 從分配內存空間看:
1>全局變量,靜態局部變量,靜態全局變量都在靜態存儲區分配空間,而局部變量在棧裏分配空間
2>全局變量本身就是靜態存儲方式, 靜態全局變量當然也是靜態存儲方式。這兩者在存儲方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全局變量的作用域是整個源程序,當一個源程序由多個源文件組成時,非靜態的全局變量在各個源文件中都是有效的。而靜態全局變量則限制了其作用域,即只在定義該變量的源文件內有效,在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由於靜態全局變量的作用域侷限於一個源文件內,只能爲該源文件內的函數公用,因此可以避免在其它源文件中引起錯誤。
1)靜態變量會被放在程序的靜態數據存儲區(全局可見)中,這樣可以在下一次調用的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆棧變量和堆變量的區別。
2)變量用static告知編譯器,自己僅僅在變量的作用範圍內可見。這一點是它與全局變量的區別。

從以上分析可以看出: 把局部變量改變爲靜態變量後是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期,把全局變量改變爲靜態變量後是改變了它的作用域,限制了它的使用範圍。因此static 這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。

二. Tips
A.若全局變量僅在單個C文件中訪問,則可以將這個變量修改爲靜態全局變量,以降低模塊間的耦合度;
B.若全局變量僅由單個函數訪問,則可以將這個變量改爲該函數的靜態局部變量,以降低模塊間的耦合度;
C.設計和使用訪問動態全局變量、靜態全局變量、靜態局部變量的函數時,需要考慮重入問題,因爲他們都放在靜態數據存儲區,全局可見;
D.如果我們需要一個可重入的函數,那麼,我們一定要避免函數中使用static變量(這樣的函數被稱爲:帶“內部存儲器”功能的的函數)
E.函數中必須要使用static變量情況:比如當某函數的返回值爲指針類型時,則必須是static的局部變量的地址作爲返回值,若爲auto類型,則返回爲錯指針。

三. 靜態局部變量例子
int f(int i)
{
  static int c = 1;
  c = c + i;
  return c;
}
main()
{
  printf("%d\n", f(1));
  printf("%d\n", f(1));
}
程序運行的結果爲
2
3
下面分析一下程序的執行過程:
(1)程序開始後,首先爲int型變量c在靜態存貯區裏分配內存,並賦初值1;
(2)程序進入main函數後,執行第一個printf語句,首次調用函數f,將實際參數1傳遞給f的形式參數i;
(3)程序進入函數f後,爲變量a動態分配內存,但由於c是靜態變量,因此跳過static int c = 1的定義,執行c = c + i,結果c被重新賦值爲2;
(4)函數返回2,主程序打印輸出2。注意用於c是靜態變量,函數返回後它仍然存在,值爲2。
(5)程序執行第二個printf語句,再次調用函數f,仍然傳遞1給i;
(6)進入函數後,c的值是上次調用後的2,因此執行c = c + i後被賦值爲3,函數返回3,主程序打印輸出3;
(7)程序結束,釋放靜態變量c。

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