深入学习静态变量

写了多年的程序，提到变量这个词，大多数写过代码的人可能都会有同样的感觉，耳熟能详，我自己也不例外。前几天看到一个含有静态变量的示例程序，突然让自己真正意识到，变量其实真的不是如好多书本资料上讲述的那么简单，因此自己也特意的百度了一下，发现没有一个比较好的定义，于是特地又翻了一下大学刚接触编程语言时的经典入门教材--谭浩强老师的《C程序设计》，发现谭老师是这么给变量定义的：“对于基本数据类型量，按其取值是否可改变又分为常量和变量两种。在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量， 其值可变的量称为变量。”，果然是简要扼要哈。

发现这次的寻根问底，真的是很有必要的，写了这么多年的程序，突然才发现自己水平挺Low的，竟然连静态变量的工作原理都没弄清，这次是该大补一下了。

在变量的前面加上关键词static,变量就变成了静态变量。变量按照作用域来划分可分为全局变量和局部变量，所以静态变量按照作用域也可分为静态全局变量和静态局部变量。不要小瞧这个static关键词，有它没它程序的执行结果差别可大着呢。

在这里补点偷师而来的知识----程序在执行时的内存分配：

一个由c/C++编译的程序占用的内存由低地址到高地址分为以下几个部分

1. 程序段（text）:程序段为程序代码在内存中的映射，是用来存放程序语句进行编译后，形成机器的代码。一般此内存区是只读的，防止程序意外修改指令
2. 初始化过的数据段(initialized data):在程序运行之初已经对变量进行初始化的，通常是用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域，又分为只读和读写两种，此数据段属于静态内存分配；
3. 未初始化过的数据段(uninitialized data):在程序运行初未对变量进行初始化的数据，这些变量在程序运行之前不需要占用存储器的空间.BSS（Block Started by Symbol）段也属于静态内存分配;
4. 栈(heap):存储动态内存分配,需要程序员手工分配,手工释放，在操作系统下，如果程序员没释放，一般操作系统可以在程序结束后回收内存；
5. 存放程序的局部变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。除此以外，在函数被调用时，栈用来传递参数和返回值。由于栈的最大特点后进先出，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

从图上可以看到，栈（stack）是自顶向下生长的，即由高地址向低地址；堆（heap）是自底向上生长。右图是栈的进出示意图，很明显的后进先出。

静态变量都在全局数据区分配内存（initialized data），是静态存储方式，普通的全局变量也是如此，而局部变量则使用的是动态存储方式。

全局变量与静态全局变量

1. 未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化一个初值
2. 在一个文件内定义的全局变量，作用域是整个工程，在另一个文件中可以使用；静态全局变量在声明它的整个文件都是可用的，不能被其它文件所用
3. 静态全局变量可以在其它文件中定义相同名字的变量，不会发生冲突

局部变量与静态局部变量

1. 局部变量是动态存储方式，在程序执行过程中，使用它时才分配存储单元，使用完毕立即释放；静态局变量在全局数据区分配内存，是静态存储方式，在变量定义时就分定存储单元并一直保持不变，直至整个程序结束，也就是说它的生存期为整个源程序；
2. 静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化；
3. 静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化赋初值；
4. 静态局部变量的生存期虽然为整个源程序，但是其作用域仍与自动变量相同，即只能在定义该变量的函数内使用该变量。退出该函数后， 尽管该变量还继续存在，但不能使用它。

通常，在函数体内定义了一个变量，每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体，系统就会收回栈内存，局部变量也相应失效。

但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经不再属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。静态局部变量正好可以解决这个问题。

静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。