C语言入门系列：三个与函数相关的关键字extern/static/const

文章目录

• [一，`extern` 函数说明符](#一，extern 函数说明符)
• • 1，含义与用途
  • 2，示例代码
• [二，`const` 函数参数说明符](#二，const 函数参数说明符)
• • 1，含义与用途
  • 2，保护指针指向的内存
  • 2，双重保护：保护指针指向的内存和指针本身不被修改
• [三，`static` 函数说明符](#三，static 函数说明符)
• • 1，static用在函数声明中
  • 2，static用在局部变量声明中
• 小结
• 参考文献

在C语言编程中，函数是执行特定任务的代码块。

为了更好地控制函数的行为和属性，C语言提供了一系列的与函数相关的关键字，如extern、const和static。

这些说明符能够影响函数的链接属性、常量性以及存储方式，从而帮助程序员更精确地管理程序的结构和资源。

一，extern 函数说明符

1，含义与用途

extern关键字用于声明函数或全局变量存在于另一个文件中，即将要使用的函数或变量是在其他源文件中定义的。

它主要用于解决跨文件引用的问题，使得编译器知道该函数或变量将在程序的其他部分定义。

2，示例代码

main.c

#include <stdio.h>

// 声明extern函数
extern int add(int a, int b);

int main() {
    int result = add(5, 3);
    printf("The sum is: %d\n", result);
    return 0;
}

functions.c

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

在这个例子中，add函数在functions.c文件中定义，而在main.c文件中通过extern进行了声明。

这样，main.c就能够调用functions.c中的add函数，而无需了解其具体实现细节。

不过，由于函数原型默认就是extern，所以这里不加extern，效果是一样的。

二，const 函数参数说明符

1，含义与用途

在函数参数前使用const关键字，表示该参数在函数内部被视为只读，不可被修改，启动对变量值的保护作用。

这有助于提高代码的安全性和可读性，同时也便于编译器进行类型检查，避免无意中修改了不应改动的数据。

2，保护指针指向的内存

#include <stdio.h>

// 使用const修饰参数，表示不修改传入的字符串
void printMessage(const char* message) {
    printf("%s\n", message);
    // 修改指针指向的内存值，编译器会报错
    *message = "更新message"；
}

int main() {
    char greeting[] = "Hello, World!";
    printMessage(greeting);
    return 0;
}

上述代码中，printMessage函数的参数message前有const修饰，这意味着函数内部不能更改message指向的字符串内容。这向阅读代码的人明确表示了函数的设计意图------只读取而不修改输入的字符串。

但是，要注意的是指针变量本身是可以被修改的，不能修改的指针指向的内存中的值。

// 使用const修饰参数，表示不修改传入的字符串
void printMessage(const char* message) {
    printf("%s\n", message);
    // 修改指针指向的内存值，编译器会报错
    *message = "更新message"；
  
   int num = 100;
   // 更新message变量本身是允许的，更新之后message指向一个新的地址
   message = #
}

int main() {
    char greeting[] = "Hello, World!";
    printMessage(greeting);
    return 0;
}

2，双重保护：保护指针指向的内存和指针本身不被修改

如果要保护指针指向的内存和指针本身不被修改，如果想同时限制修改message和*message，需要使用两个const。

// 使用const修饰参数，表示不修改传入的字符串
void printMessage(const char* const message) {
    printf("%s\n", message);
    // 修改指针指向的内存值，编译器会报错
    *message = "更新message"；
  
   int num = 100;
   // 更新message变量本身也报错
   message = #
}

int main() {
    char greeting[] = "Hello, World!";
    printMessage(greeting);
    return 0;
}

三，static 函数说明符

1，static用在函数声明中

当在函数声明前加上static关键字时，该函数变为静态函数，意味着它的作用域仅限于定义它的文件内。

静态函数不能被其他文件访问，这有助于隐藏实现细节，减少命名冲突，并可能带来性能上的微小提升（因为编译器可以做出更好的优化）。

utils.c

#include <stdio.h>

// 静态函数，仅在本文件中可见
static void privateFunction() {
    printf("This function is private.\n");
}

void publicFunction() {
    privateFunction();
}

main.c

#include <stdio.h>

void publicFunction();

int main() {
    publicFunction(); // 正确调用
    // privateFunction(); // 错误！无法直接访问privateFunction
    return 0;
}

在这个例子中，privateFunction被声明为静态函数，因此只能在utils.c文件中被调用。尽管publicFunction能够调用privateFunction，但main.c中的代码却无法直接访问到privateFunction，体现了static关键字在限制函数作用域方面的作用。

2，static用在局部变量声明中

static用于函数内部变量，使用static说明符修饰，表明被修饰变量只初始化一次，以后每次调用时都会使用上一次的值，造成递增的效果。

注意，static修饰的变量初始化时，只能赋值为常量，不能赋值为变量。

#include <stdio.h>

void countCalls() {
    // static变量必须赋常量
    static int callCount = 0;
    int num = 1;
    // 不能把变量赋值给static变量
    static int num2 = num;
    callCount++;
    printf("Function has been called %d times.\n", callCount);
}

int main() {
    // 第一次调用后callCount的值是1
    countCalls();
    // 第一次调用后callCount的值是2
    countCalls();
    return 0;
}

callCount是一个静态局部变量，每次函数调用时，其值不会被重置，而是在上一次调用的基础上加1，展示了静态局部变量在函数调用间保持状态的能力。

小结

总结来说，extern、const和static这三个函数说明符分别用于指示函数的外部链接、参数的只读属性以及函数的作用域限制，它们都是C语言中用于增强程序设计灵活性和健壮性的有力工具。

参考文献

1，C语言 总结const的用法