静态局部变量、静态全局变量、extern全局变量、自动变量 札记

1. 静态局部变量

　　静态局部变量。

　　从称呼上我们可以看出，静态局部变量首先是一个局部变量，因此其只在定义它的函数内有效，冠以静态的头衔后，其生存期就被延长了，不会随着函数的返回而被撤销。我们可以这样来理解：静态局部变量就是在程序生存期间一直有效，但只能在定义它的函数中使用的一种变量。

　　静态局部变量的声明比较简单，在声明局部变量的时候，加上关键字static就可以了。下面是一个用局部静态变量计算阶乘的具体例子。

#include “stdio.h”

int fac(int n)
{
     static int nRet = 1;    //静态局部变量

    nRet *= n;

    return nRet;
}

void main()
{
     for(int i=1;i<5;i++)
     {
         printf(“%d!=%d\n“,i,fac(i));
     }
     getchar();
}

在第一次调用函数fac的时候，函数fac中的静态局部变量nRet被初始化为1，如果没有默认指定初始化值得话，会被默认初始化为0. 主函数main中共进行了4次fac函数的调用:

　　第一次调用：初始化nRet为1　函数返回时：nRet=1

　　第二次调用时：　nRet=1　　函数返回时：nRet=2

　　第三次调用时：　nRet=2　　函数返回时：nRet=6

　　第四次调用时：　nRet=6　　函数返回时：nRet=24

　　可以看出，静态局部变量在第一次调用的时候进行初始化，每次函数调用后，静态局部变量不会像局部变量那样被立即释放，而是继续有效，在下一次函数调用的时候会继续使用上一次的值。

静态局部变量总结：

    （1）静态局部变量可以不初始化，有系统设置默认值为0；

    （2）静态局部变量默认只会在最开始定义静态局部变量时初始化，并且只有这唯一的一次初始化；

    （3）静态局部变量的作用范围仅仅只是块（如函数）内部。

　　2.静态局部变量与其他变量类型的关系

　　

　   全局变量具有全局作用域。全局变量只需在一个源文件中定义，就可以作用于所有的源文件。当然，其他不包含全局变量定义的源文件需要用extern 关键字再次声明这个全局变量。

　　静态局部变量具有局部作用域，它只被初始化一次，自从第一次被初始化直到程序运行结束都一直存在，它和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的，而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见。

　　局部变量也只有局部作用域，它是自动对象（auto），它在程序运行期间不是一直存在，而是只在函数执行期间存在，函数的一次调用执行结束后，变量被撤销，其所占用的内存也被收回。

　　静态全局变量也具有全局作用域，它与全局变量的区别在于如果程序包含多个文件的话，它作用于定义它的文件里，不能作用到其它文件里，即被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。这样即使两个不同的源文件都定义了相同名字的静态全局变量，它们也是不同的变量。

　　从分配内存空间看： 全局变量，静态局部变量，静态全局变量都在静态存储区分配空间，而局部变量在栈里分配空间。

使用的tips:

　　Tips:
　　A.若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度；
　　B.若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度；
　　C.设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题，因为他们都放在静态数据存储区，全局可见；
      D.如果我们需要一个可重入的函数，那么，我们一定要避免函数中使用static变量(这样的函数被称为：带“内部存储器”功能的的函数)
      E.函数中必须要使用static变量情况:比如当某函数的返回值为指针类型时，则必须是static的局部变量的地址作为返回值，若为auto类型，则返回为错指针。

　　3. static VS auto, static 全局变量 VS extern 全局变量

和局部static相反的保留字是auto（一般可以不写，我们通常声明的变量，如 int a =19, 等，就是auto变量），static变量的生存期是永久(对于我们可见的代码来说)，只初始化一次；而auto变量的生存期与所在块(复合语句)相同，每次进入块时进行初始化，
如果是对象类型则在声明的地方执行构造语句。

　　全局static变量是这样的：
　　static int a;
　　main()
　　{
　　...
　　}
　　这时和它相反的是extern，这时static表明这个全局变量是“文件级”的，只能在这个文件中可见，但生存期和其它全局变量相同。

4.从作用域的角度考虑

extern全局变量、static全局变量和static局部变量的生存期都是“永久”（即：程序存在期间一直都可以使用），区别只是可见域不同。extern全局变量可见区域是工程，static全局变量可见区域是文件，而static局部变量的可见区域是块。
从代码维护角度来看，对extern变量的修改可能会影响所有代码，对static全局变量的修改可能影响一个文件中的代码，而对static变量的修改可能影响一个块的代码；因此在选择变量类型时，优先级是static局部>static全局>extern全局。但它们有着共同的缺点：使用了这些类型变量的函数将是不可重入的，不是线程安全的。在C/C++标准库中有很多函数都使用了static局部变量，目前的实现中都为它们提供了两套代码，单线程版本使用static变量而多线程版本使用“线程全局变量”，比如rand,strtok等。

5.自动变量示例

自动变量：局部没有经过任何修饰的局部变量叫自动变量 （它存在于动态数据区——栈），这个区域内的数据随着程序的运行动态的生成和释放，函数返回就释放，函数要调用就生成。关键字：默认是atuo（一般不写）.

　自动变量的特点：当程序执行到自动变量的作用域的时候就分配，不是到了声明代码才分配哦！到了代码分配就晚啦！当定义自动变量的函数执行结束后，程序将释放该自动变量的存储空间，留给其他自动变量使用。

#include <stdio.h>

void add(int n)
{
    auto int s = 0;
    s = s + 1;

    printf("No.%d: s=%d\n", n, s);
}

void main()
{
    int i = 1;

    for(i; i<4; i++)
    {
        add(i);
    }
}

输出为：

No.1: s=1

No.2: s=1

No.3: s=1

从这个例子不难看出，自动变量的初始值在每次分配存储空间后都要重新赋值。