Static的魔法：让局部变量“记住“上一次的值

前言

在C语言编程中，变量的生命周期和作用域是我们必须掌握的重要概念。你是否曾经遇到过这样的需求：希望函数中的局部变量能够“记住”上一次调用时的值，而不是每次都被重新初始化？这正是static关键字的魔力所在！本文将带你深入探索static的奥秘，理解它如何改变变量的存储特性，让局部变量跨越函数调用的界限，保持其值的持久性。无论你是C语言初学者还是有一定经验的开发者，掌握static的用法都将为你的编程技能增添重要的一笔

一、数组

1.1 数组的概念

数组的诞生是为了存放一组数据的（避免啰嗦复杂）

1.2 一维数组

部分初始化（可以调试验证） 初始化多个元素，所以用大括号

全部初始化

一维数组的类型

初始化的时候可以省略[]里面的大小，会自动根据后面的元素来确定个数，如果不初始化，必须要指定大小 验证方式：

一维数组存放数据就是对数据进行操作的，使用下标（类似于编号）来操作

1.3 求数组的元素个数

会自动计算元素个数，就算输入太多，超过元素个数后面的也会自动舍弃

1.4 一维数组的内存

将环境改成X86的环境，内存单位为一个字节，%p打印为地址的16进制

有图可以得到：数组是连续存放的 随着下标增长，地址由低（小）变高（大）

1.5 二维数组

二维数组初始跟一维数组一样，可以部分初始化或者全部初始化，初始化可以省略行不能省略列，编译器根据初始化的内容自动初始化行

二维数组存放

由图可以看出数组的存储方式是连续存放的

二维数组中每一行可以理解为一维数组，每一行一维数组名为arr[],从这里可以得到，为啥初始化时可以省略行，不能省略列，因为行取决于内容，不知道列有几个元素，每一行不知道从哪里开始放（比如：第二行放到第一行的后面）

1.6 变长数组

注意：当初始化为0的时候，里面有一个元素，后面输入不能超出1

在这里插入图片描述

注意：变长数组不能初始化 变长数组的意思是数组的大小可以用变量来指定，一旦数组创建好后，大小就无法改变 VS上不支持变长数组的语法 变长数组一定是在运行时确定的，一旦确定大小，不能改变

二、函数

2.1 库函数

查找库函数相关头文件：https://en.cppreference.com/w/c/header.html

2.2 学会自学库函数

网站：https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/ 举例：sqrt 首先查找sqrt

在这里插入图片描述

由于有英文，哪里看不懂，用鼠标选中，右击，选择翻译，就可以看懂 函数原型和介绍：

功能：

在这里插入图片描述

头文件在旁边：

参数：

在这里插入图片描述

返回值：

在这里插入图片描述

有举例：

在这里插入图片描述

其他函数(相关的)链接:

在这里插入图片描述

实践：

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
	double a = 100;
	printf("%lf", sqrt(a));
	return 0;
}

读一般文档流程：

2.3 函数的特点

高内聚低耦合

补充：

2.3 扩展：sizeof求字符串数组下标和条件编译

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = "hellow";//[h e l l o w \0]
	int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 2;
	printf("%d", right);
	return 0;
}

另一种注释

# if 0
#endif

2.4 自定义函数

格式：

==注意点：==当形参为void,就明确实参不能传参数，当形参里面的参数不写，传参数没关系(最好不要传参数) 形参与实参

2.5 return语句

当return后面跟表达式，先把表达式算出，再返回值 当函数返回类型为void,return后面可以不接任何表达式（场景：不返回任何值，但是想提前结束） 比如下面场景(函数的功能为打印1~n的值，所以不需要返回，参数用void)：

#include<stdio.h>
void test(int n)
{
	if (n < 0)
	{
		return;
	}
	int i = 0;
	int sum = 0;
	for (int i = 0; i <= n; i++)
	{
		sum += i;
	}
	printf("%d", sum);
}
int main()
{
	int n;
	while (scanf("%d", &n) != EOF)
	{
		test(n);
	}
	return 0;
}

当return返回值与函数返回类型不一致，系统自动将返回的值隐式转化为函数的返回类型

想要提前返回，可以使用return语句 当函数里存在像if那样的分支语句，必须每一条路径都有return语句返回

错误原因：

2.6 数组做函数参数

#include<stdio.h>
void set_arr(int arr1[],int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		arr1[i] = -1;
	}
}
void print_arr(int arr1[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	print_arr(arr, sz);
	set_arr(arr,sz);
	print_arr(arr, sz);
	return 0;
}

数组在形参和实参中为同一个数组 验证：

注意：形参中传的是数组名，不要传数组的元素arr[10]

2.7 嵌套调用和链式访问

• 嵌套调用

#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
_Bool is_leap(int y)
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
int get_day(int y, int m)
{
	int days[] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (is_leap(y) && m == 2)
	{
		days[2] += 1;
	}
	int day = days[m];
	return day;
}
int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	scanf("%d%d", &year, &month);
	int day = get_day(year, month);
	printf("%d", day);
	return 0;
}

函数嵌套调用别人，调用自己叫递归 函数不能定义在函数里面，函数之间互相平等

• 链式访问：

在这里插入图片描述

举例：printf("%d",strlen("abc")); 题目：下面输出结果

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
	return 0;
}

注意点：弄清printf()的返回值 在这个网站上搜索printf: https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/

结果：

在这里插入图片描述

变式：

2.8 高内聚低耦合

高内聚： 自己做功能独立、干净 低耦合： 函数不要有太多的功能，既要有要 反例（不方便其他函数调用）：函数不够独立

2.9 多文件编程的妙用

• 单个文件编程 当函数的调用放在函数定义的前面时，没有声明会报错，函数声明就是告诉编译器函数名是什么，参数类型是什么，返回类型是什么。 ==函数必须先声明再使用，函数的定义也算一种特殊的一种声明
• 多文件写法（以加法为例） 模块化 add.h、add.c、test.c，把add.c和add.h当成一整个模块（同一个模块，文件名字相同，后缀不同）
• add.h

#pragma once
int Add(int x, int y);

• add.c

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

• test.c(用来调用)

#include<stdio.h>
#include"add.h"
int main()
{
	int a;
	int b;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	int ret = Add(a, b);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

适当隐藏代码（以add为例） 程序员给公司add.h（只告诉你函数名和参数，所以具体实现不知道）,给add.c编译后的产生的文件（不会暴露源代码） 下面是模拟过程实现： A程序员写的模块：

将配置类型改成静态库

将这两个文件给公司

模拟公司场景：(只有一个调用函数)

将程序员给的两个文件导进去

添加到项目中,引用头文件，运行，但是有报错

解决办法（导入静态库）：

如果环境要求不行，改为X86或X64的

2.9 static和extern

补充： 作用域： 通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效（可用）的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域，作用域通常是在大括号里面

生命周期（与作用域协同的）： 指的是变量的创建（申请内存）到变量的销毁（收回内存）之间的一个时间段（类比人的生命周期）

static和extern：

static修饰局部变量 出函数时，并没有销毁，保留了上一次的值，因为上一次创建了n,下一次就不创建了和赋值(变量的存储位置/存储类型发生变化，作用域没变，只能在作用域使用) 对比图

先介绍extern的作用，在引入static 当不同文件变量相互使用时 比如：

解决办法：extern专门用来声明外部符号的（其他文件的符号） 变量跨文件使用方法,满足全局变量的是整个工程(项目)，前提要声明才能使用

static修饰全局变量

原因：

extern和static修饰函数 函数不像变量那样在不同文件必须声明，不声明也可以运行，但正常来说最好还是声明（没有警告）

同理，static修饰函数与static修饰全局变量一样有外部链接属性，被static修饰后，变成内部链接属性，只能在本文件内部使用，其他文件无法正常的链接使用了。本质不变

结语

通过本文的学习，我们揭开了static关键字的神秘面纱，了解了它如何让局部变量“记住”上一次的值，以及如何改变全局变量和函数的链接属性。static的巧妙运用不仅能让我们的代码更加灵活高效，还能提升程序的模块化和封装性。记住，static修饰局部变量改变了其生命周期但不改变作用域；修饰全局变量和函数则改变了它们的链接属性，使其仅限于文件内部使用。希望读者能够将这些知识融会贯通，在实际编程中灵活运用，写出更加优雅、高效的C语言代码。编程之路漫漫，让我们继续探索更多C语言的精妙之处