C语言static变量和函数

我们知道，全局变量和函数的作用域默认是整个程序，也就是所有的源文件，这给程序的模块化开发带来了很大方便，让我们能够在模块 A 中调用模块 B 中定义的变量和函数，而不用把所有的代码都集中到一个模块。

但这有时候也会引发命名冲突的问题，例如在 a.c 中定义了一个变量 n，在 b.c 中又定义了一次，链接时就会发生重复定义错误，原因很简单，变量只能定义一次。

如果两个文件都是我们自己编写的或者其中一个是，遇到这样的情况还比较好处理，修改变量的名字即可；如果两个文件都是其他程序员编写的，或者是第三方的库，修改起来就颇费精力了。

实际开发中，我们通常将不需要被其他模块调用的全局变量或函数用 static 关键字来修饰，static 能够将全局变量和函数的作用域限制在当前文件中，在其他文件中无效。下面我们通过一个实例来演示。

module.c 源码：

#include <stdio.h>
static int n = 999;
static void say(){
    printf("Hello World!\n");
}

main.c 源码：

#include <stdio.h>
int n = 100;
void say(){
    printf("http://www.cdsy.xyz\n");
}
int main(){
    say();
    printf("n = %d\n", n);
    return 0;
}

运行结果：

我们在 module.c 中定义了变量 n 和函数 say()，它们都被 static 修饰，所以只在 module.c 中有效，在 main.c 中是不可见的。从输出结果也可以看出，main.c 使用了自己的变量和函数，而没有使用 module.c 中的。

使用 static 修饰的变量或函数的作用域仅限于当前模块，对其他模块隐藏，利用这一特性可以在不同的文件中定义同名的变量或函数，而不必担心命名冲突。

static 局部变量

static 除了可以修饰全局变量，还可以修饰局部变量，被 static 修饰的变量统称为静态变量（Static Variable）。

不管是全局变量还是局部变量，只要被 static 修饰，都会存储在全局数据区（全局变量本来就存储在全局数据区，即使不加 static）。

全局数据区的数据在程序启动时就被初始化，一直到程序运行结束才会被操作系统回收内存；对于函数中的静态局部变量，即使函数调用结束，内存也不会销毁。

注意：全局数据区的变量只能被初始化（定义）一次，以后只能改变它的值，不能再被初始化，即使有这样的语句，也无效。

请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int func(){
    // 也可以不赋初值 0，静态数据区的变量默认初始化为 0
    static int n = 0;
    n++;
    printf("Function is called %d times.\n", n);
    return n;
}
int main(){
    int i, n = 0;
    for(i = 1; i<=5; i++){
        func();
    }
    printf("n = %d\n", n);
    return 0;
}

运行结果：

我们在 func() 中定义了一个静态局部变量 n，它存储在全局数据区，func() 函数执行结束不会被销毁，下次调用继续有效。全局数据区的变量只能初始化一次，第一次调用 func() 时已经对 n 进行了初始化，所以再次调用时就不会重复初始化了，也就是说static int result = 0;语句无效。

静态局部变量虽然存储在全局数据区，但是它的作用域仅限于函数内部，sum() 中的 n 在函数外无效，与 main() 中的 n 不冲突，除了变量名一样，没有任何关系。

总结起来，static 变量主要有两个作用：

1) 隐藏

程序有多个模块时，将全局变量或函数的作用范围限制在当前模块，对其他模块隐藏。

2) 保持变量内容的持久化

将局部变量存储到全局数据区，使它不会随着函数调用结束而被销毁。