深入解析单片机中static应用

在我们C语言使用过程中，static通常有两个作用： 1、修饰变量 静态全局变量：全局变量前加static修饰，该变量就成为了静态全局变量。我们知道，全部变量在整个工程都可以被访问（一个文件中定义，其它文件使用的时候添加extern关键字声明 ），而在添加了static关键字之后，这个变量就只能在本文件内被访问了。因此，在这里，static的作用就是限定作用域。 静态局部变量：局不变量添加了static修饰之后，该变量就成为了静态局部变量。我们知道局部变量在离开了被定义的函数后，就会被销毁，而当使用static修饰之后，它的作用域就一直到整个程序结束。因此，在这里static的作用就是限定生命周期。 2、修饰函数 修饰函数则该函数成为静态函数，函数的作用域仅限于本文件，而不能被其它文件调用。

静态变量作用范围在一个文件内，程序开始时分配空间，结束时释放空间，默认初始化为0，使用时可以改变其值。

静态变量或静态函数只有本文件内的代码才能访问它，它的名字在其它文件中不可见。
用法1：函数内部声明的static变量，可作为对象间的一种通信机制
如果一局部变量被声明为static，那么将只有唯一的一个静态分配的对象，它被用于在该函数的所有调用中表示这个变量。这个对象将只在执行线程第一次到达它的定义使初始化。
用法2：局部静态对象
对于局部静态对象，构造函数是在控制线程第一次通过该对象的定义时调用。在程序结束时，局部静态对象的析构函数将按照他们被构造的相反顺序逐一调用，没有规定确切时间。
用法3：静态成员和静态成员函数
如果一个变量是类的一部分，但却不是该类的各个对象的一部分，它就被成为是一个static静态成员。一个static成员只有唯一的一份副本，而不像常规的非static成员那样在每个对象里各有一份副本。同理，一个需要访问类成员，而不需要针对特定对象去调用的函数，也被称为一个static成员函数。
类的静态成员函数只能访问类的静态成员(变量或函数)。

进一步详细解释如下：

1.先来介绍它的第一条也是最重要的一条：隐藏

当我们同时编译多个文件时，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。为理解这句话，我举例来说明。我们要同时编译两个源文件，一个是a.c，另一个是main.c. 下面是a.c的内容:

char a = "kaiyuanqianrushi";

void msg() { printf("Hello "); }

下面是main.c的内容：

int main(void) {

extern char a;

printf("%c ", a);

(void)msg();

return 0; }

程序的运行结果是：

kaiyuanqianrushiHello

你可能会问：为什么在a.c中定义的全局变量a和函数msg能在main.c中使用？前面说过，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性，其它的源文件也能访问。此例中，a是全局变量，msg是函数，并且都没有加static前缀，因此对于另外的源文件main.c是可见的。

如果加了static，就会对其它源文件隐藏。例如在a和msg的定义前加上static，main.c就看不到它们了。利用这一特性可以在不同的文件中定义同名函数和同名变量，而不必担心命名冲突。Static可以用作函数和变量的前缀，对于函数来讲，static的作用仅限于隐藏，而对于变量，static还有下面两个作用。

2. static的第二个作用是保持变量内容的持久

存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区：全局变量和static变量，只不过和全局变量比起来，static可以控制变量的可见范围，说到底static还是用来隐藏的。虽然这种用法不常见，但我还是举一个例子。

#include ＜stdio.h＞

int fun(void){

static int count = 10; // 事实上此赋值语句从来没有执行过

return count--;

}

int count = 1;

int main(void) {

printf("global local static ");

for(; count ＜= 10; ++count)

printf("%d %d ", count, fun());

return 0; }

程序的运行结果是：

global local static
1 10
2 9
3 8
4 7
5 6
6 5
7 4
8 3
9 2
101

3. static的第三个作用是默认初始化为0.其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区

在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00，某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。比如初始化一个稀疏矩阵，我们可以一个一个地把所有元素都置0，然后把不是0的几个元素赋值。如果定义成静态的，就省去了一开始置0的操作。再比如要把一个字符数组当字符串来用，但又觉得每次在字符数组末尾加‘�’太麻烦。如果把字符串定义成静态的，就省去了这个麻烦，因为那里本来就是‘�’。不妨做个小实验验证一下。

#include ＜stdio.h＞

int a;

int main(void){

int i;

static char str[10];

printf("integer: %d; string: (begin)%s(end)", a, str);

return 0;

}

程序的运行结果如下integer：0；string：（begin）（end）

最后对static的三条作用做一句话总结。首先static的最主要功能是隐藏，其次因为static变量存放在静态存储区，所以它具备持久性和默认值0.

4. 用static声明的函数和变量小结

static 声明的变量在C语言中有两方面的特征：

1)、变量会被放在程序的全局存储区中，这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是它与堆栈变量和堆变量的区别。

2)、变量用static告知编译器，自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。

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；
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。函数前加static使得函数成为静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。

应用实例程序讲解与总结分析:

#include

#include

审核编辑：汤梓红