C 语言静态变量和静态函数

 C语言程序可以看成由一系列外部对象构成，这些外部对象可能是变量或函数。而内部变量是指定义在函数内部的函数参数及变量。外部变量定义在函数之外，因此可以在许多函数中使用。由于C语言不允许在一个函数中定义其他函数，因此函数本身只能是“外部的”。
 由于C语言代码是以文件为单位来组织的，在一个源程序所有源文件中，一个外部变量或函数只能在某个文件中定义一次，而其它文件可以通过extern声明来访问它（定义外部变量或函数的源文件中也可以包含对该外部变量的extern声明）。
 而static则可以限定变量或函数为静态存储。如果用static限定外部变量与函数，则可以将该对象的作用域限定为被编译源文件的剩余部分。通过static限定外部对象，可以达到隐藏外部对象的目的。因而，static限定的变量或函数不会和同一程序中其它文件同名的相冲突。如果用static限定内部变量，则该变量从程序一开始就拥有内存，不会随其所在函数的调用和退出而分配和消失。
  C语言中使用静态函数的好处：
1. 静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。
2. 关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。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与本文件。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，是否会与其他文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
C语言中static的语义
1. static变量：
a) 局部
i. 静态局部变量在函数内定义，生存期为整个源程序，但作用域与自动变量相同，只能在定义该变量的函数内使用。退出系统后，尽管该变量还继续存在，但不能使用它。
ii. 对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对于自动变量不赋初值，则其值是不定的。
b) 全局
全局变量本身就是静态存储方式，静态全局变量当然也是静态存储方式。但是他们的作用域，非静态全局变量的作用域是整个源程序（多个源文件可以共同使用）；而静态全局变量则限制了其作用域，即只在定义该变量的源文件内有效，在同一源程序的其它文件中不能使用它。
2. static 函数（也叫内部函数）
只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。区别于一般的非静态函数（外部函数）
static在C里面可以用来修饰变量，也可以用来修饰函数。
先看用来修饰变量的时候。变量在C里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实我们平时所说的堆栈是栈而不包含堆，不要弄混。
int a;
main()
{
 int b;
 int c* = (int *)malloc(sizeof(int));
}
a 是全局变量，b是栈变量，c是堆变量。
static对全局变量的修饰，可以认为是限制了只能是本文件引用此变量。有的程序是由好多.c文件构成。彼此可以互相引用变量，但加入static修饰之后，只能被本文件中函数引用此变量。
static对栈变量的修饰，可以认为栈变量的生命周期延长到程序执行结束时。一般来说，栈变量的生命周期由OS管理，在退栈的过程中，栈变量的生命周期也就结束了。但加入static修饰之后，变量已经不在存储在栈中，而是和全局变量一起存储。同时，离开定义它的函数后不能使用，但如果再次调用定义它的函数时，它又可以继续使用，而且保存了前次被调用后留下的值。
static对函数的修饰与对全局变量的修饰相似，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。
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。

 问题：Static的理解
  关于Static变量，请选择下面所有说法正确的内容（  ）：
A、若全局变量仅在单个文件中访问，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、静态全局变量过大，可能会导致堆栈溢出。
 答案与分析：
 对于A，B：根据本篇概述部分的说明，我们知道，A，B都是正确的。
 对于C：根据本篇概述部分的说明，我们知道，C是正确的（所谓的函数重入问题，下面会详细阐述）。
 对于D：静态变量放在程序的全局数据区，而不是在堆栈中分配，所以不可能导致堆栈溢出，D是错误的。
 因此，答案是A、B、C。

 问题：不可重入函数
  曾经设计过如下一个函数，在代码检视的时候被提醒有bug，因为这个函数是不可重入的，为什么？
  unsigned int sum_int(unsigned int base)
  {
   unsigned int index;
   static unsigned int sum = 0; // 注意，是Static类型的
   for (index = 1; index <= base; index++)
   {
    sum += index;
}
return sum;
}
  答案与分析：
  所谓的函数是可重入的（也可以说是可预测的），即：只要输入数据相同就应产生相同的输出。
  这个函数之所以是不可预测的，就是因为函数中使用了static变量，因为static变量的特征，这样的函数被称为：带“内部存储器”功能的函数。因此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，这种函数中的static变量，使用原则是，能不用尽量不用。
  将上面的函数修改为可重入的函数很简单，只要将声明sum变量中的static关键字去掉，变量sum即变为一个auto类型的变量，函数即变为一个可重入的函数。
  当然，有些时候，在函数中是必须要使用static变量的，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。