单片机/C/C++八股：（三十一）static 关键字的作用-拓冰建站

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static 关键字的作用？

static：[adj] 静态的
总结在最后面！可直接看

static变量称为静态存储类型的变量，所谓静态就是变量在程序运行期间一直存在。

static变量的特点如下：

在内存中以固定地址存放，而不是以堆栈方式存放（程序运行多次之后，依然存放在同一地址）；
- 存在.bss（未初始化或初始化为0）或.data（已初始化为非0值）段，不在栈上
只要程序没结束，此变量就不会消失，即使放在子函数中被反复调用，每次调用的时候，都会保留调用结束的值；
static修饰的全局变量/函数，其他文件无法使用（其他文件即使使用extern声明，也无法访问该变量）；
如果没有初始化，那么静态变量的初始值默认是 0 。

举例，有如下程序：

#include<stdio.h>voidfun(){inta=10;a++;printf("%d %p\n",a,&a);}intmain(){inti=0;while(i<5){fun();i++;}return0;}

程序运行之后的结果为（运行两次）：

/* 第一次运行结果 */1100000063867ff90c1100000063867ff90c1100000063867ff90c1100000063867ff90c1100000063867ff90c/* 第二次运行结果 */110000002554dff7dc110000002554dff7dc110000002554dff7dc110000002554dff7dc110000002554dff7dc// 两次运行，分配的地址都是不确定的

现在将变量 a 定义为静态变量，并且不初始化：

#include<stdio.h>voidfun(){staticinta;a++;printf("%d %p\n",a,&a);}intmain(){inti=0;while(i<5){fun();i++;}return0;}

程序运行之后的结果为（运行两次）：

/* 第一次运行结果 */100007ff74fb4a000200007ff74fb4a000300007ff74fb4a000400007ff74fb4a000500007ff74fb4a000/* 第二次运行结果 */100007ff74fb4a000200007ff74fb4a000300007ff74fb4a000400007ff74fb4a000500007ff74fb4a000// 两次运行，分配的地址都是固定的，并且初始值为 0 （+1后才打印）

【总结】

static关键字有三种用法：

定义静态局部变量：使其生命周期延长到程序结束，值会随着每次调用而改变；
- 存放地址：未初始化或显示初始化为0存在 .bss段，初始化为非0值则存在 .data 段，不在栈上。
定义静态全局变量：限制作用域，别的文件不可调用，即使同一模块的 .c 和 .h 文件之间用extern也不行（如key.c/key.h）；
- 存放地址：未初始化或显示初始化为0存在 .bss段，初始化为非0值则存在 .data 段，不在栈上。
定义静态函数：限制函数作用域，别的文件不可调用，即使同一模块的 .c 和 .h 文件之间用extern也不行（如key.c/key.h）；
- 和普通函数一样存放在代码段（.text）中。

// 1. 静态局部变量staticintcount=0;// 2. 静态全局变量staticintglobalVar;// 3. 静态函数staticvoidlocalFunc(void){}

【注意】：

在 C 中，结构体成员不可使用static定义（C++ 中可以）！但结构体本身可以用static定义
- 解释：在C中成员只是结构体布局的一部分，无独立存储；而static是存储类说明符，只适用于变量和函数，不能用于成员。
- 举例：
```
// 不可以：成员不能是 staticstructS{staticintx;// 编译错误};// 可以：结构体变量可以是 staticstaticstructSobj;
```
在 C 中，static 定义的变量，必须使用 “编译时常量表达式” 进行初始化（例如数字、字符、字符串字面量、NULL、sizeof表达式、取静态/全局变量的地址等编译时就能确定的值）
- 解释：因为静态变量和全局变量在程序启动时（main执行前）就已经分配好内存并完成初始化，此时整个运行时环境（堆栈、函数调度等）尚未就绪，无法执行任何需要 CPU 运行的代码。
- 错误行为举例：
```
// 严重错误intmain(){staticint*p=malloc(sizeof(int));*p=20;free(p);p=NULL;return0;}// 正确intmain(){staticint*p=NULL;// p存放在.bss段if(p==NULL){p=malloc(sizeof(int));// 运行时赋值，完全合法}*p=20;free(p);p=NULL;return0;}
```
不过一般不会用static来定义用于malloc的指针，纯属突发奇想😄。