这个数组定义为静态而不是全局的？答案

【问题标题】：What this array defined as static and not global?这个数组定义为静态而不是全局的？
【发布时间】：2015-09-30 16:50:14
【问题描述】：

我刚从here开始学习C语言。

在我上面链接的部分，作者想从一个函数返回一个数组，他写道：

C 不提倡将局部变量的地址返回给在函数之外，因此您必须定义局部变量作为静态变量。

我了解阻止返回局部变量地址的原因。原因是局部变量在其范围之外不可用，因此将其地址放在函数之外可能会在运行时产生错误。

但我不明白的部分是为什么我们必须定义数组 Static 而不是 Global？

将本地数组定义为静态只会改变它的生命周期，还是也会改变它的作用域？

这是我说的程序：

#include <stdio.h>

/* function to generate and return random numbers */
int * getRandom( )
{
  static int  r[10];
  int i;

  /* set the seed */
  srand( (unsigned)time( NULL ) );
  for ( i = 0; i < 10; ++i)
  {
     r[i] = rand();
     printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]);

  }

  return r;
}

/* main function to call above defined function */
int main ()
{
   /* a pointer to an int */
   int *p;
   int i;

   p = getRandom();
   for ( i = 0; i < 10; i++ )
   {
       printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));
   }

   return 0;
}

更新：

这是上面程序的输出：

r[0] = 313959809
r[1] = 1759055877
r[2] = 1113101911
r[3] = 2133832223
r[4] = 2073354073
r[5] = 167288147
r[6] = 1827471542
r[7] = 834791014
r[8] = 1901409888
r[9] = 1990469526
*(p + 0) : 313959809
*(p + 1) : 1759055877
*(p + 2) : 1113101911
*(p + 3) : 2133832223
*(p + 4) : 2073354073
*(p + 5) : 167288147
*(p + 6) : 1827471542
*(p + 7) : 834791014
*(p + 8) : 1901409888
*(p + 9) : 1990469526

正如您在上面看到的，该数组可以在getRandom() 函数之外访问。这怎么可能？它是一个局部变量！

【问题讨论】：

是的，它会改变它的生命周期。
数组只能在声明后从getRandom访问，而对于全局变量，它可以从任何地方访问。静态变量和全局变量的生命周期是相同的。
@CoolGuy 该数组只能从getRandom 访问，但它的值也可以从main() 获得。我说的对吗？
@Abraham "数组可以在getRandom() 函数之外访问。这怎么可能？它是一个局部变量！" -- 你返回r(地址静态数组的第一个元素）来自getRandom 并使用来自main() 的指针p 指向该地址。这是完全有效的。
@Abraham "多次调用有什么问题？" -- 再次尝试调用getRandom。您可能会得到相同的“随机”值。

标签： c arrays

【解决方案1】：

不同的技术概念和术语是

“标识符的范围”（即声明的名称在哪里可见以便可以使用）与
“对象的存储期限”，即我可以合法访问构成对象的内存多长时间——通过任何可用的方式、指针、索引、附加标识符或其他方式.另一个词是“对象生命周期”。

所以说int *p = getRandom(); 你是在引入一个 标识符 p 具有块范围（因为它在 main 内部）标识具有 自动存储持续时间的指针对象（因为它是声明时没有任何存储或链接限定，如“extern”或“static”）。对于p，对象生命周期和标识符范围是相同的：块p在其中声明和定义。

存储在这个本地指针对象中的值是数组r中元素的地址，静态存储时间。 r 在getRandom() 中声明和定义。标识符r的范围是声明它的getRandom()的主体块；你不能在其他任何地方使用这个 name r。但是由于“存储类说明符”static，数组object 本身具有静态存储持续时间。这意味着数组对象的生命周期就是程序的生命周期。（是的，它甚至在getRandom() 运行之前就存在，但我认为没有办法合法地访问它。）这就是为什么你可以在任何地方泄露它的地址并使用它，即使getRandom() 早已返回。

编辑：为了完整性：为什么有人会这样做而不只是为数组声明一个全局标识符？嗯，它是一种早期的封装形式（getRandom() 的后续实现可能会有所不同），它是一种实现单例的方式。

我怎么知道的？我读了freely available C standard draft。与往常一样，找到相关信息并不容易，但简单的关键字搜索会有所帮助。相关的是标识符范围的 6.2.1 和对象的存储持续时间的 6.2.4。当然，标准是枯燥而正式的，但它引入了适当的术语，经过一些调整后，是相当容易理解的。

【讨论】：

【解决方案2】：

“将本地数组定义为静态只会改变它的生命周期，还是也会改变它的作用域？”

范围永远不会改变。
但是生命周期会发生变化：创建一个局部变量 static 使它与程序一样持续。

【讨论】：

如果范围没有改变，为什么我必须延长它的生命周期？无论如何，它在main() 中不可用！它仅在getRandom 中可用。
@Abraham 或者，您可以让getRandom 采用数组指针参数并将其更改为在该数组而不是静态数组上工作。这样，您将在 main 方法中创建您的数组，然后将其传递给 getRandom 以使用。

【解决方案3】：

局部变量和静态变量的主要区别是

1) 静态变量在程序中持续存在

2)静态变量存放在BSS段中，而局部变量存放在栈段中

【讨论】：

【解决方案4】：

在程序运行期间存在静态局部变量，但仅在函数体中可见。即使在定义它们的块终止后，静态变量仍然存在。因此，函数中静态变量的值在对同一函数的重复函数调用之间保持不变。

So, It will change the lifetime , but leaves scope as it is i.e local to the function

【讨论】：

这是可能的，因为您正在返回数组的基地址。
“静态自动变量”似乎是解释“矛盾修饰法”含义的好方法。