荊州網(wǎng)站建設(shè)荊州,網(wǎng)站推廣服務(wù) 商務(wù)服務(wù),網(wǎng)站運營商查詢,網(wǎng)吧網(wǎng)站怎么做的《你真的了解C嗎》No.009#xff1a;static的四個意義——上下文決定論 導(dǎo)言#xff1a;一個關(guān)鍵字#xff0c;四副面孔 如果說 const 代表“不變”#xff0c;那么 static 代表什么#xff1f;“靜態(tài)”#xff1f; 在物理學(xué)中#xff0c;“靜態(tài)”意味著靜止不動#x…《你真的了解C嗎》No.009static的四個意義——上下文決定論導(dǎo)言一個關(guān)鍵字四副面孔如果說const代表“不變”那么static代表什么“靜態(tài)”在物理學(xué)中“靜態(tài)”意味著靜止不動但在 C 中static的含義取決于它出現(xiàn)在代碼的哪個位置。它像變色龍一樣根據(jù)上下文完全改變其語義控制著變量的生命周期 (Lifetime)和可見性 (Visibility)。如果你認(rèn)為static總是意味著“全局變量”或者分不清類里的static和文件開頭的static有什么區(qū)別那么你很容易寫出鏈接錯誤或線程不安全的代碼。一、函數(shù)內(nèi)的static跨越時間的記憶當(dāng)static出現(xiàn)在局部函數(shù)內(nèi)部時它改變的是變量的存儲期 (Storage Duration)。語義該變量不再存儲在棧Stack上而是存儲在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。生命周期即使函數(shù)返回變量依然存在。它的值會在下一次調(diào)用時保持不變。初始化只有在代碼執(zhí)行流程第一次經(jīng)過定義語句時才會進行初始化。voidcounter(){staticintcount0;// 只在第一次調(diào)用時初始化count;std::coutcountstd::endl;}intmain(){counter();// 輸出 1counter();// 輸出 2 (而不是 1)}?? C03 的線程安全陷阱在 C11 之前局部靜態(tài)變量的初始化不是線程安全的。如果兩個線程同時第一次調(diào)用counter()可能會導(dǎo)致count被初始化兩次或者產(chǎn)生競態(tài)條件。這也是 C03 實現(xiàn)單例模式的一大痛點通常需要雙重檢查鎖定 DCLP但這在某些硬件架構(gòu)上依然有風(fēng)險。二、類內(nèi)的static全員共享的契約當(dāng)static出現(xiàn)在類成員聲明中時它改變的是成員的歸屬權(quán)。1. 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員語義成員變量不屬于類的任何特定對象而是屬于類本身。所有對象共享同一份拷貝。內(nèi)存sizeof(MyClass)不包含靜態(tài)成員的大小。定義的痛點在類內(nèi)只是聲明。你通常必須在.cpp文件中顯式定義并初始化它否則鏈接器會報錯Undefined Reference。// HeaderclassWidget{staticintshared_data;// 聲明};// .cppintWidget::shared_data0;// 定義 (必須有這一步)2. 靜態(tài)成員函數(shù)語義函數(shù)屬于類但不依賴于類的具體實例。限制靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針。因此它不能直接訪問類的非靜態(tài)成員變量或函數(shù)。它只能訪問類的靜態(tài)成員或其他靜態(tài)函數(shù)。三、文件作用域的static隱形的圍墻當(dāng)static出現(xiàn)在全局變量或自由函數(shù)非成員函數(shù)之前時它改變的是符號的鏈接屬性 (Linkage)。這是 C 語言遺留下來的特性。語義標(biāo)記為static的符號具有內(nèi)部鏈接 (Internal Linkage)?？梢娦栽摲栔辉诋?dāng)前編譯單元當(dāng)前的 .cpp 文件內(nèi)可見。鏈接器Linker看不到它。用途它是 C 的“私有化”機制。如果你定義了一個輔助函數(shù)helper()并且不希望它與項目其他文件中可能存在的同名函數(shù)發(fā)生沖突重定義錯誤就應(yīng)該把它聲明為static。四、被廢棄的未來staticvs 匿名命名空間在 C 標(biāo)準(zhǔn)化過程中標(biāo)準(zhǔn)委員會曾認(rèn)為用static來表示“內(nèi)部鏈接”容易引起混淆因為它已經(jīng)有太多含義了。因此在 C03 標(biāo)準(zhǔn)中建議棄用 (Deprecated)使用static來聲明文件作用域的局部符號轉(zhuǎn)而推薦使用匿名命名空間 (Unnamed Namespace)。// 傳統(tǒng)的 C 風(fēng)格寫法staticvoidinternal_helper(){...}// C 推薦寫法 (C03 及以后)namespace{voidinternal_helper(){...}}區(qū)別static強制內(nèi)部鏈接。不能用于模板參數(shù)在舊標(biāo)準(zhǔn)中。匿名命名空間實際上是生成了一個具有唯一名字的命名空間并使用了using指令。其中的符號具有外部鏈接但因為命名空間名字是唯一的且不可知的實際上達到了限制可見性的效果同時允許在模板中使用。(注雖然后來的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)活了static的這種用法不再標(biāo)記為廢棄但在 C 代碼中匿名命名空間通常被視為更地道的寫法。)總結(jié)上下文決定論表上下文影響對象核心含義關(guān)鍵點函數(shù)內(nèi)部局部變量生命周期延長存儲在靜態(tài)區(qū)只初始化一次。類內(nèi)部成員變量/函數(shù)共享與歸屬屬于類而非對象無this指針。文件全局全局變量/函數(shù)可見性限制內(nèi)部鏈接對鏈接器不可見。一句話記住static在函數(shù)里它是“持久化”。在類里它是“共享化”。在文件里它是“私有化”。下一篇預(yù)告既然提到了文件作用域和編譯單元我們必須聊聊 C 代碼組織的最基本形式——頭文件。為什么我們總是要寫那幾行奇怪的#ifndef#pragma once真的能完全替代它嗎??《你真的了解C嗎》No.010頭文件衛(wèi)士的進化與不足 (Header Guards vs Pragma Once)。