C语言中static关键字的作用

static修饰局部变量

首先来看一段程序，思考一下该程序调用foo、bar函数后输出a的值分别会是多少呢？

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#include <stdio.h>

int main(){
    foo();
    bar();
    foo();
    bar();
    return 0;
}

void foo() {
    static int a = 0x12345678;
    ++a;
    printf("a in foo(), location: 0x%x, current value: 0x%x\n", &a, a);
}

void bar() {
    static int a = 0x87654321;
    ++a;
    printf("a in bar(), location: 0x%x, current value: 0x%x\n", &a, a);
}

使用gcc编译上面的程序，运行程序，控制台输出如下图

从程序的输出我们可以看到foo和bar中的a的存储地址不同，而且每次调用foo和bar，它们自己的变量a的值都增加了1。再来看一下它们的反汇编代码

可以看到a并不在栈上。使用objdump -h Test.exe获得各个段的信息。可以看到.data段将被加载到0000000000403000处，它和打印出来的变量a的存储地址很接近。猜测变量a可能就在.data段。

Test.exe:     file format pei-x86-64

Sections:
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
  0 .text         00001db8  0000000000401000  0000000000401000  00000600  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE, DATA
  1 .data         000000a8  0000000000403000  0000000000403000  00002400  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .rdata        00000830  0000000000404000  0000000000404000  00002600  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  3 .pdata        00000288  0000000000405000  0000000000405000  00003000  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  4 .xdata        0000023c  0000000000406000  0000000000406000  00003400  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  5 .bss          00000a50  0000000000407000  0000000000407000  00000000  2**6
                  ALLOC
  6 .idata        00000818  0000000000408000  0000000000408000  00003800  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  7 .CRT          00000068  0000000000409000  0000000000409000  00004200  2**3
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  8 .tls          00000068  000000000040a000  000000000040a000  00004400  2**5
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  9 .debug_aranges 00000450  000000000040b000  000000000040b000  00004600  2**4
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 10 .debug_info   0000c127  000000000040c000  000000000040c000  00004c00  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 11 .debug_abbrev 00001b04  0000000000419000  0000000000419000  00010e00  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 12 .debug_line   00001864  000000000041b000  000000000041b000  00012a00  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 13 .debug_frame  00000ba8  000000000041d000  000000000041d000  00014400  2**3
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 14 .debug_str    00000300  000000000041e000  000000000041e000  00015000  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 15 .debug_loc    00002c70  000000000041f000  000000000041f000  00015400  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
 16 .debug_ranges 00000520  0000000000422000  0000000000422000  00018200  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING

接下来确认变量a是不是在.data段。

使用命令objdump -s -j .data Test.exe查看.data段的内容，可以看到如下的输出

果然在403010这一行看到了foo和bar两个函数里的a的两个初始值，说明本例中的static局部变量存储在.data段。

至此我们可以看出，当static修饰局部变量时，这个变量将会存储于静态数据区。且这个变量的作用域没有发生变化，仍然限于函数（模块）内部。

static修饰函数

测试代码mod1.c和mod2.c如下

mod1.c

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static int foo() {
    return 1;
}

mod2.c

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#include <stdio.h>

extern int foo();

int main() {
    printf(foo());
    return 0;
}

输入gcc mod1.c mod2.c 命令，控制台输出如下：

mod2.c:(.text+0xe): undefined reference to `foo’

collect2.exe: error: ld returned 1 exit status

这表明gcc在链接的时候找不到符号foo，因为mod1.c中的foo函数在mod2.c中不可见。

接下来修改mod2.c

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#include <stdio.h>

static int foo() {
    return 2;
}

int main() {
    printf(foo());
    return 0;
}

再次编译链接，没有出现错误。运行程序，控制台输出了2；也就是说mod2.c中调用的foo()位于mod2.c而非mod1.c。

以上现象表明，在C语言中，函数默认是全局的，static修饰函数时会使该函数的作用域被限制在了定义该变量的源文件内。

static修饰全局变量

其效果和修饰函数时相同，不再赘述。

总结

1. static修饰局部变量会使该变量存储于静态数据区。
2. 没有使用static修饰的全局变量或函数在所有模块都可见，而使用static修饰的全局变量或函数只在当前模块可见（只在定义该变量或函数的源文件内有效）。static改变了全局变量或函数默认的作用域。