什么是 C 中的“静态”函数？

J

Johannes Weiss

static 函数是仅对同一文件中的其他函数可见的函数（更准确地说是相同的 translation unit）。

编辑：对于那些认为问题的作者意味着“类方法”的人：由于问题被标记为 C，他的意思是一个普通的旧 C 函数。对于 (C++/Java/...) 类方法，static 表示可以在类本身上调用此方法，不需要该类的实例。

实际上我没有标记它c ++，一些管理员可能会标记它，但它是关于C ++的，那么C ++有什么区别？

C++ 方法通常被称为“成员函数”，所以我同意 C++ 引入了一点歧义。这不是你的错——该语言只是将关键字用于两种不同的事物。

不，他仍然是指 C++ 函数。 C++ 自由函数而不是 C++ 成员函数。

@Chuck：C++ 术语从不使用“方法”这个词；那是Java 术语——在C++ 标准文档中它总是被称为“成员函数”（参见this answer 或这个glossary of C++ vs Java terms（例如C++ 使用“数据成员”而Java 使用“字段”等））。

为了澄清这个答案：函数的名称仅对同一翻译单元的其他部分可见，位于该名称的第一个声明下方。可以通过其他方式（例如函数指针）从其他单元（以及同一单元的早期部分）调用该函数。

D

Dima

中的静态函数和 C++ 中的静态成员函数之间存在很大差异。在 C 语言中，静态函数在其编译单元之外是不可见的，这是编译到的目标文件。换句话说，将函数设为静态会限制其范围。您可以将静态函数视为其 *.c 文件的“私有”函数（尽管这并不完全正确）。

在 C++ 中，“静态”也可以应用于类的成员函数和数据成员。静态数据成员也称为“类变量”，而非静态数据成员是“实例变量”。这是 Smalltalk 术语。这意味着只有一个静态数据成员的副本由类的所有对象共享，而每个对象都有自己的非静态数据成员副本。所以静态数据成员本质上是一个全局变量，即类的成员。

非静态成员函数可以访问类的所有数据成员：静态和非静态。静态成员函数只能对静态数据成员进行操作。

考虑这一点的一种方法是，在 C++ 中，静态数据成员和静态成员函数不属于任何对象，而是属于整个类。

C++ 也有静态文件。无需将 C 带入其中。

在 C++ 中，静态函数是静态函数。静态成员函数是静态成员函数，也称为方法。 C 没有成员的事实并不意味着函数是“C”。

全局变量和类静态变量（命名空间除外）之间有什么区别吗？

命名空间是主要区别。另一个区别是您可以将静态数据成员设为私有，因此只能从类的成员函数中访问。换句话说，与全局变量相比，您对静态数据成员的控制要多得多。

有人可以解释为什么将静态函数视为其 .c 文件的私有函数并不严格正确吗？还能说什么？

C

Ciro Santilli Путлер Капут 六四事

最小可运行多文件范围示例

在这里，我说明 static 如何影响跨多个文件的函数定义范围。

交流

#include <stdio.h>

/* Undefined behavior: already defined in main.
 * Binutils 2.24 gives an error and refuses to link.
 * https://stackoverflow.com/questions/27667277/why-does-borland-compile-with-multiple-definitions-of-same-object-in-different-c
 */
/*void f() { puts("a f"); }*/

/* OK: only declared, not defined. Will use the one in main. */
void f(void);

/* OK: only visible to this file. */
static void sf() { puts("a sf"); }

void a() {
    f();
    sf();
}

主程序

#include <stdio.h>

void a(void);        

void f() { puts("main f"); }

static void sf() { puts("main sf"); }

void m() {
    f();
    sf();
}

int main() {
    m();
    a();
    return 0;
}

GitHub upstream。

编译并运行：

gcc -c a.c -o a.o
gcc -c main.c -o main.o
gcc -o main main.o a.o
./main

输出：

main f
main sf
main f
a sf

解释

sf 有两个独立的函数，每个文件一个

有一个共享函数 f

像往常一样，范围越小越好，所以如果可以的话，总是声明函数 static。

在 C 编程中，文件通常用于表示“类”，static 函数表示类的“私有”方法。

一个常见的 C 模式是传递一个 this 结构作为第一个“方法”参数，这基本上是 C++ 在幕后所做的。

关于它的标准是什么

C99 N1256 draft 6.7.1 “存储类说明符”说 static 是“存储类说明符”。

6.2.2/3 “标识符的链接”说 static 暗示 internal linkage：

如果对象或函数的文件范围标识符的声明包含存储类说明符 static，则该标识符具有内部链接。

并且 6.2.2/2 表示 internal linkage 的行为类似于我们的示例：

在构成整个程序的一组翻译单元和库中，具有外部链接的特定标识符的每个声明都表示相同的对象或函数。在一个翻译单元中，具有内部链接的标识符的每个声明都表示相同的对象或函数。

其中“翻译单元”是预处理后的源文件。

GCC 如何为 ELF (Linux) 实现它？

使用 STB_LOCAL 绑定。

如果我们编译：

int f() { return 0; }
static int sf() { return 0; }

并使用以下命令反汇编符号表：

readelf -s main.o

输出包含：

Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
  5: 000000000000000b    11 FUNC    LOCAL  DEFAULT    1 sf
  9: 0000000000000000    11 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 f

所以绑定是它们之间唯一的显着区别。 Value 只是它们在 .bss 部分中的偏移量，因此我们预计它会有所不同。

STB_LOCAL 记录在 http://www.sco.com/developers/gabi/2003-12-17/ch4.symtab.html 的 ELF 规范中：

STB_LOCAL 局部符号在包含其定义的目标文件之外不可见。同名的本地符号可以存在于多个文件中，互不干扰

这使它成为表示 static 的完美选择。

没有静态的函数是 STB_GLOBAL，规范说：

当链接编辑器组合几个可重定位的目标文件时，它不允许同名的 STB_GLOBAL 符号的多个定义。

这与多个非静态定义上的链接错误一致。

如果我们用 -O3 加速优化，sf 符号会完全从符号表中删除：它无论如何都不能从外部使用。 TODO 为什么在没有优化的情况下将静态函数保留在符号表上？它们可以用于任何事情吗？

也可以看看

变量相同：https://stackoverflow.com/a/14339047/895245

extern 是 static 的反面，函数默认已经是 extern 了：How do I use extern to share variables between source files?

C++ 匿名命名空间

在 C++ 中，您可能希望使用匿名命名空间而不是静态命名空间，这可以达到类似的效果，但进一步隐藏了类型定义：Unnamed/anonymous namespaces vs. static functions

注意：void f() { puts("sf"); }（即 f() 的两个定义）会导致未定义的行为，无需诊断。实际看到错误消息是链接器质量问题。

d

dersimn

以下是关于普通 C 函数的 - 在 C++ 类中，修饰符 'static' 有另一个含义。

如果您只有一个文件，则此修饰符绝对没有区别。不同之处在于具有多个文件的较大项目：

在 C 中，每个“模块”（sample.c 和 sample.h 的组合）都是独立编译的，然后每个编译的目标文件（sample.o）都通过链接器链接到一个可执行文件。

假设您有几个文件包含在主文件中，其中两个有一个仅为方便起见在内部使用的函数，称为 add(int a, b) - 编译器很容易为这两个模块创建目标文件，但链接器会抛出一个错误，因为它找到了两个具有相同名称的函数并且它不知道应该使用哪个函数（即使没有什么要链接的，因为它们没有在其他地方使用，而是在它自己的文件中）。

这就是为什么您将这个仅在内部使用的函数设为静态函数的原因。在这种情况下，编译器不会为链接器创建典型的“你可以链接这个东西”——标志，这样链接器就看不到这个函数，也不会产生错误。

r

raimue

静态函数定义会将此符号标记为内部符号。所以它对于从外部链接是不可见的，而只对同一个编译单元中的函数是可见的，通常是同一个文件。

k

kragniz

第一：在另一个文件中包含 .cpp 文件通常是个坏主意 - 它会导致这样的问题 :-) 通常的方法是创建单独的编译单元，并为包含的文件添加头文件。

第二：

C++ 在这里有一些令人困惑的术语——直到在评论中指出，我才知道它。

a) static functions - 继承自 C，以及您在此处讨论的内容。任何课外。静态 function 意味着它在当前编译单元之外不可见 - 因此在您的情况下 a.obj 有一个副本，而您的其他代码有一个独立的副本。（使用多个代码副本使最终可执行文件膨胀）。

b) static member function - 什么是面向对象的静态方法。住在一个班级里。您使用类而不是通过对象实例调用它。

这两个不同的静态函数定义是完全不同的。小心——这里是龙。