C/C++ extern和static的使用詳解

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前言

在講到extern和static的時候先瞭解一下定義和聲明的基本概念

定義(define):

A variable is defined when the compiler allocates the storage for the variable，就是我們的變量個其存儲的具體值相關聯

聲明(declared)

編譯器聲明這個變量的存在，宣告其類型但是並不關聯某個存儲的具體值

你可以聲明一個變量多次，但是你隻能定義其一次並且給一個范圍，我們定義一個變量也是聲明，但不是所有的聲明都是定義

extern

我們在全局聲明/定義一個變量最好的一個方法是在頭文件中用關鍵字extern聲明一個變量
在我們工程中，一般用一個頭文件聲明全部所需的全局變量(當然用extern)，然後在所有其他的.c文件中include這個頭文件，假設我們有三個文件分別是file3.h,file1.c,file2.c
內容分別如下
var.h

extern int global_var;

var.c

#include "var.h"
#include "prog1.h" //function declarations,我們示例中沒有將函數原型頭文件寫出來

int global_var = 33;

int increment(void) { return global_variable++ }

main.c

#include "var.h"
#include "prog1.h"
#include <stdio.h>
//註意我們沒有include file1.c

void use_it(void){
	printf("global var : %d\n",global_var++);
}

然後我們編譯 (記住不編譯頭文件)

gcc main.c var.c -o out.c

為什麼我們的main不include var.c就知道global_var的具體值呢？因為我們說過一個全局變量隻能定義一次，但是可以聲明多次，global_var分別在main,c和var.c中聲明瞭，但是隻在var.c中定義，換個角度，global_var的生命周期是全局也就是整個軟件的生命周期，整個軟件的生命周期包含三個文件，且global_var不定義在堆棧中，而是聲明在bss中，定義在initialed data區域中

static

static也是全局但是其作用域不是全局而是本文件中，所以其他的文件include一個含有static的頭文件，且試圖定義他會報錯，因為static變量的作用域隻在聲明他的頭文件中

還是上述的程序但是我們把extern改為static瞭
var.h

static int global_var;

var.c

#include "var.h"
#include "prog1.h" //function declarations,我們示例中沒有將函數原型頭文件寫出來

int global_var = 33;

int increment(void) { return global_variable++ }

main.c

#include "var.h"
#include "prog1.h"
#include <stdio.h>
//註意我們沒有include file1.c

void use_it(void){
	printf("global var : %d\n",global_var++);
}

開始編譯發現錯誤

c++ static members in class

簡而言之就是我們的class裡面搞一個static的成員,我們知道static的作用域雖然是全局隻存在於本文件，那麼將一個static放在一個class中間是什麼意思呢？
在Cpp的類中使用static就不再和C一樣局限於定義的文件中瞭，在Cpp的class中用static修飾成員有以下的特點

  • 當這個class建立的時候，此class內的static成員在隻有一份，無論創建多少個class對象，且每個對象都是共享這個static成員的，換句話說無論多少個對象創建，class的static成員都是第一無二的，且內存中隻有一份
  • static成員的初始化發生在此class所有對象創建前
  • 他的聲明周期是全程序

我們寫一個程序，寫一個class，在其public中搞一個static member，且在class的構造函數中對這個static member + 1，意味著此static成員作用是統計有多少個class對象成員

static_mamber.h

using namespace std;
class Box{
public:
        static int objcount;
        Box(double l,double b, double h);
        double volume();
private:
        double length;
        double breadth;
        double height;
};

static_member.cpp

#include "static_member.h"
#include <iostream>

using namespace std;


int Box::objcount = 0; //static成員的初始化在創建所有的class對象之前
//構造函數
Box::Box(double l, double b, double h)
        :length(l),breadth(b),height(h){
                cout << "construct is called," << endl;
                objcount++;
        }

double
Box::volume(){
        return length * breadth * height;
}

main.cpp

#include "static_member.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void){
        Box Box1(3.3,1.2,1.5);
        Box Box2(8.5,6.0,2.0);

        cout << "total Box object is "<< Box::objcount << endl;

        return 0;
}

編譯

g++ static_member.cpp main.cpp  -o static_member.o

得到結果

construct is called,
construct is called,
total Box object is 2

註意class是全局的也就是extern的因為在所有block({})外部的變量或者class或者函數如果不加static都默認是extern

總結

在C語言中extern修飾後的變量或者函數，可以在其他的文件中進行使用(需要include定義extern變量或者函數的頭文件),但是static則不行，static和extern的作用域都是全局但是，static隻允許本文件內對其修飾的變量更改，而extern允許在任何文件中更改

在C++中static修飾的是某個class的一個成員，和C中的static完全不一樣，首先C++中如果在頭文件中聲明某個class的某個成員是static，那麼我們在其他文件中可以定義他(前提include對於的頭文件)，這是在C中是不行的，且C++ static member in clss意思是為此class創建一個獨一無二的成員，不論你的class實例化多少次，static成員就一個，其他的class對象都是其copy，並且我們可以隨時隨地修改這個static成員

到此這篇關於C/C++ extern和static的使用的文章就介紹到這瞭,更多相關C++ extern和static使用內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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