Static vs New/Malloc

Question

我想知道人们是否能够对“静态”的用法进行阐述。我从来没有遇到过我已经明确声明变量或方法为静态的问题。我明白，当将某些东西声明为“静态”时，它会被塞入到程序的数据段中，类似于全局变量，因此该变量可用于运行程序。如果是这种情况，为什么不把一个静态变量作为一个全局变量。地狱，为什么不使用新的或malloc将这个变量放在堆上，这两种方法都可以确保变量在整个程序运行过程中都可用。

Answer 1

static在C语言中有多重含义，C++堆得更多。

在文件范围声明（我认为问题的关键）中，静态控制标识符的可见性。

让我们抛开C++并使用C语言概念。

名称对象或函数具有的文件范围标识符联动。链接可以是外部（程序范围）或内部（在一个翻译单元内）。

static指定内部链接。

这很重要，因为如果具有内部链接的名称以多个单位出现，则这些出现是不相关的。一个模块可以具有静态foo功能，而另一个模块可以具有不同的foo功能。它们都存在，可以通过各自单位的名称foo联系。

这是不可能的与外部联动：必须有一个foo。

malloc创建一个在程序中随处可用的对象，只要它没有被释放，但是具有不同的意义。如果您有指针，则该对象可用。指针是一种“运行时间名称”：访问对象的访问键。如果你知道它的名字（在编译时），并且该对象和函数与你尝试访问它的地方相关联的类型是正确的，那么链接使对象或函数可用。

在动态操作系统中，多个程序开始生效并终止，其静态数据和函数（无论它们是否具有外部或内部链接）的存储实际上是动态分配的。加载程序的系统例程必须执行类似于malloc的操作来获取程序所有固定区域的内存。

有时C程序甚至使用malloc，即使是通过全局指针全局引用的“单例”对象。这些对象的行为类似于事实上的静态变量，因为它们基本上具有几乎与整个程序相同的生命周期，并且可以通过指针来访问，该指针通过名称访问。如果对象具有直到运行时才知道的属性（如大小），或者它们的初始化开销很大并且并非总是需要它们（只有在程序中出现某些情况时），才会很有用。

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补充仿真陈述约static和extern：

• 在C中，在文件范围，extern确保一个对象，其中省略初始化器的声明，事实上是一个声明。没有extern这是一个试探性的定义，但如果存在一个初始化器，那么它就是一个定义。

• 在C中，在文件范围extern并不意味着“这个声明有外部链接”，令人惊讶的是。一个extern声明继承了前一个同名声明的链接。

• C中的块范围extern表示“该名称正在引入此范围，是指外部定义与外部链接”。链接从名称的前一个文件范围声明（如果存在）继承，否则它是外部的。

• 对象上的块范围static控制的不是链接，而是存储持续时间。一个static对象在每次进入块时都没有被实例化;它的一个副本存在，并且可以在程序启动之前进行初始化。 （在C++中，非常量表达式可以初始化这样的对象或其成员;在这种情况下，初始化在块的第一次执行时发生）。

• 块范围static函数声明声明了一个具有内部链接的函数。

• 在块范围内，没有办法声明具有内部链接的外部对象名称。矛盾的是，下面的代码段中的第一个extern声明是正确的，但是第二个块范围的声明是错误的！

  static int name; /* external name with internal linkage */ 
  extern int name; /* redundant redeclaration of the above */ 
  
  void foo(void) 
  { 
      int name; /* local variable shadowing external one */ 
  
      { 
       /* attempt to "punch through" shadow and reach external: */ 
       extern int name; /* ERROR! */ 
      } 
  } 
  

• 显然，词“外部”具有“的任何功能的外部”和“计划范围联动”和这种模糊性是在extern关键字卷入之间的不明确的含义。

• 在C++中，static具有其他含义。在类声明中，它声明属于类作用域的“静态成员函数”，并且与非静态成员函数具有相同的对类实例的访问权限，但不会在对象上调用它（不具有隐含的this参数）。标记为static的班级数据成员具有单个班级范围的实例;它们不是每个对象实例化的。 （不幸的是，他们没有像正确的面向对象类变量一样正确地参与继承，可以在派生类中重写为实例，反之亦然）。

• 在C++中，类似于内部链接的隐私可以可以使用未命名的namespace而不是static来实现。命名空间使得内部/外部链接概念大多是C兼容性的过时机制。

• C++涉及extern中的特殊extern "LANG"语法（例如extern "C"）。

• static_cast与static无关;它们共同之处在于“静态”，意思是“在程序运行时间之前”：静态存储在运行时间之前确定，静态转换的转换也是在编译时确定的（没有运行时类型信息）。