【iOS】浅析static，const，extern关键字

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前言

笔者本周在学习单例模式时，用到了static关键字，特此总结博客记录学习static，const，extern关键字的过程

一、static

static——静态，我们将用static修饰的变量称为静态变量。

静态变量的生命周期与程序的运行时间相同，它们在程序启动时被创建，在程序结束时才被销毁。这与局部变量（在函数内部定义的变量）不同，局部变量的生命周期仅限于函数的执行过程。因此被称为静态变量。

static分两种情况，修饰局部变量和全局变量。
我们首先要搞清楚生命周期和作用域的概念。

• 生命周期：这个变量能存活多久，它所占用的内存什么时候分配，什么时候收回。
• 作用域：说白了就是这个变量在什么区域是可见的，可以拿来用的。

static修饰局部变量

在函数或者说代码块内部声明的变量叫局部变量。

我们一段代码来展开我们的讲解：

- (int)add {
    int a = 0;
    a++;
    return a;
}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        NSLog(@"%d", [self add]);
    }
}

在add代码块中，a就是一个局部变量，当我们重复调用add方法时，我们的变量a也在被程序不断地分配空间与销毁。当一次add方法结束后，也就是我们的变量超出作用域时，我们的a就会被销毁，下一次调用变量a时系统会为其重新分配内存空间。

而从底层的角度来理解，就是大多数局部变量存储在栈内存中，这意味着它们的内存分配和释放是自动处理的。当局部变量超出其作用域时，栈上的内存会自动回收。

打印结果：

可以看到我们的a是在不断被重置的

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当我们用static修饰局部变量时，变量被称为静态局部变量，这个静态局部变量和全局变量，静态全局变量一样，是存储在静态存储区。由于存储在静态存储区，所以这块内存直到程序结束才会销毁。

也就是说，静态局部变量的生命周期是整个源程序。但是它只在声明它的代码块可见，也就是说它的作用域是声明它的代码块。

我们把局部变量a用static修饰：

 - (int)add {
    static int a = 0;
    a++;
    return a;
}

 - (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        NSLog(@"%d", [self add]);
    }
}

打印结果：

可以看到我们重复调用add方法时我们的变量a并没有被销毁，这是因为a作为静态局部变量：

• 存储在静态内存区：静态局部变量通常存储在程序的静态内存区域，而不是栈内存中。栈内存中的变量在函数调用结束时会自动销毁，但静态内存区中的变量在程序运行期间一直存在，也就是说其作用域是整个源程序。
• 初始化只发生一次：静态局部变量的初始化仅在第一次进入包含它的作用域时发生。一旦被初始化，它的值会一直保持不变，不会在后续函数调用中重新初始化。这是因为在函数的每次调用之间，静态局部变量的状态会得到保持，因此它们的值会被保留。

总之，静态局部变量之所以不会被销毁，是因为它们在内存中只有一个实例，其生命周期跨越了函数调用，而不仅仅局限于函数内部。这使得它们非常适合用于需要保持状态或跟踪信息的情况。

static修饰全局变量

当全局变量没有使用static修饰符时，其存储在静态存储区，直到程序结束才销毁。也就是其作用域是整个源程序。我们可以使用extern关键字来引用这个全局变量。

我们可以在viewcontroller文件中直接调用全局变量b

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当我们用static修饰b时

出现如下错误：

其实就是在其他文件中我们无法访问到变量b了

总结

static修饰局部变量：将局部变量的本来分配在栈区改为分配在静态存储区，改变了局部变量的生命周期与作用域。
static修饰全局变量：本来是在整个源程序的所有文件都可见，static修饰后，改为只在申明自己的文件可见，即修改了作用域。

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二、const

const主要强调当前变量无法被修改

这段代码表明我们的c无法被修改

这样定义相对于用#define来定义的话，优点就在于它指定了变量的类型，而#define是不能指定变量的类型的。

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三、extern

extern 是一个关键字，用于声明在其他源文件中定义的全局变量或函数。它的作用是告诉编译器某个标识符的定义在其他文件中，并且在当前文件中要使用它。extern 主要用于跨文件之间共享变量和函数的声明。

声明全局变量

extern 用于声明全局变量，表示该变量的定义在其他源文件中。这允许多个源文件共享同一个全局变量。

// 在文件1.h中定义全局变量
int globalVariable;

// 在文件2.c中使用全局变量的声明
extern int globalVariable;

int main() {
    globalVariable = 42;
    return 0;
	printf("%d", globalVariable);
}

输出结果：

声明函数

extern 也可用于声明函数，表示该函数的定义在其他源文件中。这允许在一个源文件中调用在另一个源文件中定义的函数。

// 在文件1.c中定义函数
void myFunction();

// 在文件2.c中使用函数的声明
extern void myFunction();

int main() {
    myFunction(); // 调用在其他文件中定义的函数
    return 0;
}

在头文件中使用

通常，extern 声明会放在头文件中，并在需要的源文件中包含该头文件，以便多个源文件可以共享相同的声明。

// Header.h 头文件
extern int globalVariable;
extern void myFunction();

// 文件1.c
#include "Header.h"
// 使用 globalVariable 和 myFunction

// 文件2.c
#include "Header.h"
// 使用 globalVariable 和 myFunction

总结

extern 关键字用于声明在其他源文件中定义的全局变量和函数。它使得不同源文件可以共享全局标识符的声明，从而实现了跨文件的变量和函数的共享和使用。