C/C++ static修饰变量时的作用

废话不多说,直接一步到位来说明吧。

作用

变量前加上static有 两个 作用:
1、使当前变量的作用域变为当前变量所定义的作用域
2、使当前变量本质上变成全局变量

使当前变量的作用域变为当前变量所定义的作用域

1、修饰全局变量时

话不多说,show the code
直接举栗子,看下面代码

#include <iostream>
using namespace std;
//这是一个全局变量。加上static后会让变量a的作用域限制于main.cpp里
static int a = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    return 0;
}

从上面代码知道,这里定义了一个全局变量a。加上static后会让变量a的作用域限制于main.cpp里。可能有些小伙伴会觉得很纳闷了,这个全局变量a的作用域不就是在main.cpp里吗?其实呢并不是这样的,众所周知,在C/C++里,我们可以直接在其他的文件里通过以下这样的操作就访问main.cpp里的全局变量a
我们先在test.cpp里定义并初始化一个全局变量testA:

//test.cpp
#include "test.h"

int testA = 22;

void test()
{
}

之后,我们甚至都可以不在main.cpp里#include "test.h"文件,都可以直接在main.cpp里使用test.cpp里的testA变量,也就是使用extern,代码如下:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
extern int testA;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  cout << "testA = " << testA << endl;
  return 0;
}

打印结果如下图


image.png

但是,当你在testA变量前加上static的话,就能让testA变量的作用域被限制在test.cpp内,也就是说,外部再通过extern int testA 的方式就无法testA进行访问了,在编译过程中就会直接报错
代码如下:

//test.cpp
#include "test.h"

static int testA = 22;

void test()
{
}

报错截图如下:


image.png

我这里用的是Xcode,他底层会自动将全局变量名加上下划线,所以这里看到的就是_testA

2、修饰局部变量时

那么如果static本身修饰的就是局部变量呢?
如下代码:

//test.cpp
#include "test.h"

void test()
{
  static int a = 10;
}

其实对于这条规则仍然适用,仍然会将局部变量a的作用域变为当前定义的作用域,但是由于当前a定义的作用域就是在test函数里,因此改变之后和改变之前是一样的(就相当于没有改变)

使当前变量本质上变成全局变量

1、修饰局部变量时

如下代码:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int globalA = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  int a = 20;
  cout << "globalA的地址 = " << & globalA << endl;
  cout << "a的地址 = " << & a << endl;
  return 0;
}

上面代码,我们定义了一个全局变量globalA = 10和一个局部变量a = 20。并且对其相应的地址进行了打印
打印结果如下图:

image.png

可以看到:globalA和a的地址值是相差非常大的,因为他们一个是在全局区,一个是在栈区
我们现在将局部变量a加上static进行修饰,看看结果如何,代码如下:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int globalA = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  static int a = 20;
  cout << "globalA的地址 = " << & globalA << endl;
  cout << "a的地址 = " << & a << endl;
  return 0;
}

打印截图如下:

image.png

从上图可以看出:加上static修饰后的局部变量a的地址值就跟全局变量globalA的地址值相差4个字节,也就是说,a是紧挨着globalA存储的
不信可以接着查看他们在内存空间上是不是这样的,截图如下:
image.png

从上图红框里,明显能够看出,16进制的0A就是十进制的10,也就是globalA,16进制的14也就是十进制的20,也就是a。明显能看出来:他们是紧紧挨在一起存储的,也就是都存储在了全局区

从这里终于也能知道一个东西的原因了,那就是为啥被static修饰的局部变量的值可以被重复的访问和修改

常见的代码栗子如下:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

void test() {
    static int a = 0;
    cout << "a = " << a++ << endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        test();
    }
    return 0;
}

打印结果如下:


image.png
2、修饰全局变量时

如果static本身是修饰全局变量呢
如下代码:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int globalA = 10;
int globalB = 20;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  cout << "globalA的地址 = " << & globalA << endl;
  cout << "globalB的地址 = " << & globalB << endl;
  return 0;
}

这里是定一个了两个全局变量,并且还未对任何一个全局变量用static进行修饰,打印如下:


image.png

打印结果很正常,因为两个都是全局变量,因此就是紧紧挨在一起存储的。
现在对globalB用static进行修饰,代码如下:

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int globalA = 10;
static int globalB = 20;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  cout << "globalA的地址 = " << & globalA << endl;
  cout << "globalB的地址 = " << & globalB << endl;
  return 0;
}

打印结果如下:


image.png

可以看到,打印结果还是和刚才一毛一样。

其实对于这条规则仍然适用,仍然会将全局变量的本质变为全局变量,但是由于当前定义的就是一个全局变量,因此改变之后和改变之前是一样的(就相当于没有改变)

总结

1、使当前变量的作用域变为当前变量所定义的作用域
2、使当前变量本质上变成全局变量
static无论修饰的是局部变量还是全局变量,只要套用这两句话,结果都是对的
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