关于static/const的作用

Posted 2020-07-22

这个简单的问题很少有人能回答完全。在C语言中，关键字static有三个明显的作用：

1)在函数体内，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变（该变量存放在静态变量区）。

2) 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。

3) 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

大多数应试者能正确回答第一部分，一部分能正确回答第二部分，但是很少的人能懂得第三部分。这是一个应试者的严重的缺点，因为他显然不懂得本地化数据和代码范围的好处和重要性。

 

考点：在嵌入式系统中，要时刻懂得移植的重要性，程序可能是很多程序员共同协作同时完成，在定义变量及函数的过程，可能会重名，这给系统的集成带来麻烦，因此保证不冲突的办法是显示的表示此变量或者函数是本地的，static即可。

在Linux的模块编程中，这一条很明显，所有的函数和全局变量都要用static关键字声明，将其作用域限制在本模块内部，与其他模块共享的函数或者变量要EXPORT到内核中。

 

static关键字至少有下列n个作用：
（1）设置变量的存储域，函数体内static变量的作用范围为该函数体，不同于auto变量，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用时仍维持上次的值；

（2）限制变量的作用域，在模块内的static全局变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问；

（3）限制函数的作用域，在模块内的static函数只可被这一模块内的其它函数调用，这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内；
（4）在类中的static成员变量意味着它为该类的所有实例所共享，也就是说当某个类的实例修改了该静态成员变量，其修改值为该类的其它所有实例所见；
（5）在类中的static成员函数属于整个类所拥有，这个函数不接收this指针，因而只能访问类的static成员变量。

关键字const有什么含意？

我只要一听到被面试者说："const意味着常数"（不是常数，可以是变量，只是你不能修改它），我就知道我正在和一个业余者打交道。去年Dan Saks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法，因此ESP(译者：Embedded Systems  Programming)的每一位读者应该非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你从没有读到那篇文章，只要能说出const意味着"只读"就可以了。尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道更详细的答案，仔细读一下Saks的文章吧。）

如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：下面的声明都是什么意思？

Const只是一个修饰符，不管怎么样a仍然是一个int型的变量

const int a;

int const a;

const int *a;

int * const a;

int const * a const;

本质：const在谁后面谁就不可修改，const在最前面则将其后移一位即可，二者等效

 

前两个的作用是一样，a是一个常整型数。第三个意味着a是一个指向常整型数的指针（也就是，指向的整型数是不可修改的，但指针可以，此最常见于函数的参数，当你只引用传进来指针所指向的值时应该加上const修饰符，程序中修改编译就不通过，可以减少程序的bug）。

 

第四个意思a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）。最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）。

 

如果应试者能正确回答这些问题，那么他就给我留下了一个好印象。顺带提一句，也许你可能会问，即使不用关键字 ，也还是能很容易写出功能正确的程序，那么我为什么还要如此看重关键字const呢？我也如下的几下理由：

1) 关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。（当然，懂得用const的程序员很少会留下的垃圾让别人来清理的。）

2) 通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。

3) 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。

 

const关键字至少有下列n个作用：

（1）欲阻止一个变量被改变，可以使用const关键字。在定义该const变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没有机会再去改变它了；
（2）对指针来说，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指的数据为const，或二者同时指定为const；
（3）在一个函数声明中，const可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值；
（4）对于类的成员函数，若指定其为const类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量；
（5）对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。例如：
const classA operator*(const classA& a1,const classA& a2); 
　　operator*的返回结果必须是一个const对象。如果不是，这样的变态代码也不会编译出错：
classA a, b, c;
(a * b) = c; // 对a*b的结果赋值 
　　操作(a * b) = c显然不符合编程者的初衷，也没有任何意义。