C51中static的用法
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发布时间：2022-04-21 18:20
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时间：2022-05-13 00:21
载选<编程思想>
非程序员 编 著
代码永远会有BUG，在这方面没有最好只有更好。高效是程序员必须作到的事情，无错是程序员一生的追求。复用、分而治之、折衷是代码哲学的基本思想。模块化与面向对象是实现高效无错代码的方法。高效无错代码需要思想与实践的不断反复。
1.2.1 命名约定
命令规范基本上采用了微软推荐的匈牙利命名法，略有简化。
1． 常量
常量由大写字母和数字组成，中间可以下划线分隔，如 CPU_8051。
2． 变量
变量由小写（变量类型）字母开头，中间以大写字母分隔，可以添加变量域前缀（变量活动域前缀以下划线分隔）。如： v_nAcVolMin（交流电压最小值）。
变量域前缀见下表
局部变量，如果变量名的含义十分明显，则不加前缀，避免烦琐。如用于循环的int型变量 i,j,k ；float 型的三维坐标（x,y,z）等。
3． 函数名一般由大写字母开头，中间以大写字母分隔，如SetSystemPara。函数命名采用动宾形式。如果函数为最底层，可以考虑用全部小写，单词间采用带下划线的形式。如底层图形函数：pixel、lineto以及读键盘函数get_key 等。
4． 符号名应该通用或者有具体含义，可读性强。尤其是全局变量，静态变量含义必须清晰。C++中的一些关键词不能作为符号名使用，如class、new、friend等。符号名长度小于31个，与ANSI C 保持一致。命名只能用26个字母，10个数字，以及下划线‘_’来组成，不要使用‘$’‘@’等符号。下划线‘_’使用应该醒目，不能出现在符号的头尾，只能出现在符号中间，且不要连续出现两个。
5． 程序中少出现无意义的数字，常量尽量用宏替代。
1.2.2 使用断言
程序一般分为Debug版本和Release版本，Debug版本用于内部调试，Release版本发行给用户使用。
断言assert是仅在Debug版本起作用的宏，它用于检查“不应该”发生的情况。以下是一个内存复制程序，在运行过程中，如果assert的参数为假，那么程序就会中止（一般地还会出现提示对话，说明在什么地方引发了assert）。
//复制不重叠的内存块
void memcpy(void *pvTo, void *pvFrom, size_t size)
{
void *pbTo = (byte *) pvTo;
void *pbFrom = (byte *) pvFrom;
assert( pvTo != NULL && pvFrom != NULL );
while(size - - > 0 )
*pbTo + + = *pbFrom + + ;
return (pvTo);
}
assert不是一个仓促拼凑起来的宏，为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别，assert不应该产生任何副作用。所以assert不是函数，而是宏。程序员可以把assert看成一个在任何系统状态下都可以安全使用的无害测试手段。
以下是使用断言的几个原则：
1）使用断言捕捉不应该发生的非法情况。不要混淆非法情况与错误情况之间的区别，后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。
2）使用断言对函数的参数进行确认。
3）在编写函数时，要进行反复的考查，并且自问：“我打算做哪些假定？”一旦确定了的假定，就要使用断言对假定进行检查。
4）一般教科书都鼓励程序员们进行防错性的程序设计，但要记住这种编程风格会隐瞒错误。当进行防错性编程时，如果“不可能发生”的事情的确发生了，则要使用断言进行报警。
1.2.3 优化／效率
规则一：对于在中断函数／线程和外部函数中均使用的全局变量应用volatile定义。例如：
volatile int ticks;
void timer(void) interrupt 1 //中断处理函数
{
ticks++
}
void wait(int interval)
{
tick=0;
while(tick<interval);
}
如果未用volatile，由于while循环是一个空循环，编译器优化后（编译器并不知道此变量在中断中使用）将会把循环优化为空操作！这就显然不对了。
规则二：不要编写一条过分复杂的语句，紧凑的C++/C代码并不见到能得到高效率的机器代码，却会降低程序的可理解性，程序出错误的几率也会提高。
规则三：变量类型编程中应用原则：尽量采用小的类型（如果能够不用“Float”就尽量不要去用）以及无符号Unsigned类型，因为符号运算耗费时间较长；同时函数返回值也尽量采用Unsigned类型，由此带来另外一个好处：避免不同类型数据比较运算带来的隐性错误。
1.2.4 其他
规则一：不要编写集多种功能于一身的函数，在函数的返回值中，不要将正常值和错误标志混在一起。
规则二：不要将BOOL值TRUE和FALSE对应于1和0进行编程。大多数编程语言将FALSE定义为0，任何非0值都是TRUE。Visual C++将TRUE定义为1，而Visual Basic则将TRUE定义为-1。例如：
BOOL flag;
…
if(flag) { // do something } // 正确的用法
if(flag==TRUE) { // do something } // 危险的用法
if(flag==1) { // do something } // 危险的用法
if(!flag) { // do something } // 正确的用法
if(flag==FALSE) { // do something } // 不合理的用法
if(flag==0) { // do something } // 不合理的用法
规则三：小心不要将“= =”写成“=”，编译器不会自动发现这种错误。
规则四：建议统一函数返回值为无符号整形，0代表无错误，其他代表错误类型。
1.3 模块化的C编程
C语言虽然不具备C++的面向对象的成分，但仍应该吸收面向对象的思想，采用模块化编程思路。面向对象的思想与面向对象的语言是两个概念。非面向对象的语言依然可以完成面向对象的编程，想想C++的诞生吧！
C++没有理由对C存在傲慢与偏见，不是任何场合C++方法都是解决问题的良药，譬如面对嵌入式系统效率和空间的双重需求。注意我们谈的是方法，而不是指编译器。
C在软件开发上存在的首要问题是缺乏对数据存取的控制（封装），C编程者乐而不疲的使用着大量extern形式的全局变量在各模块间交换着数据，“多方便啊”编程者乐曰，并传授给下一个编程者。这样多个变量出现在多个模块中，剪不断理还乱，直到有一天终于发现找一个“人”好难。一个东西好吃，智者浅尝之改进之，而愚者只会直至撑死。
这世上本没有什么救世主，应在C上多下功夫，程序员和C缔造者早就有过思考，相信野百合也有春天，还是看看C语言如何实现模块化编程方法，在部分程度上具备了OO特性封装与多态。
在具体阐述之前，需要明确生存期与可见性的概念。生存期指的是变量在内存的生存周期，可见性指的是变量在当前位置是否可用。两者有紧密联系，但不能混为一谈。一个人存在但不可见只能解释成上帝或灵魂，一个变量存在但不可见却并非咄咄怪事，模块化方法正是利用了静态函数、静态变量这些“精灵”们特殊的生存期与可见性。
最后需要明确一点的是这里的模块是以一个.C文件为单位。
规则一：利用函数命名规则和静态函数
模块中不被其他模块调用的内部函数采用以下命名规则：用全部小写，单词间采用带下划线的形式。如底层图形函数：pixel、lineto以及读键盘函数get_key等。这些函数应定义为static静态函数，这样在其他模块错误地调用这些函数时编译器能给出错误（如BC编译器）。（注意：有些编译器不能报告错误，但为了代码风格一致和函数层次清晰，仍建议这样作）。
规则二：利用静态变量
模块中不能被其他模块读写的全局变量应采用static声明，这样在其他模块错误地读写这些变量时编译器能给出警告（C51编译器）或错误（BC编译器）。
规则三：引入OO接口概念和指针传参
模块间的数据接口（也就是函数）应该事先较充分考虑，需要哪些接口，通过接口需要操作哪些数据，尽量作到接口的不变性。
模块间地数据交换尽量通过接口完成，方法是通过函数传参数，为了保证程序高效和减少堆栈空间，传大量参数（如结构）应采用传址的方式，通过指针作为函数参数或函数返回指针，尽量杜绝extern形式的全局变量，请注意是extern形式的全局变量，模块内部的全局变量是允许和必须的。
传指针参数增加的开销主要是作参数的指针和局部指针的数据空间（嵌入式系统（如C51）往往由于堆栈空间有限，函数参数会放到外部RAM的堆栈中），增加的代码开销仅是函数的调用，带来的是良好的模块化结构，而且使用接口函数会比在代码中多处直接使用全局变量大大节约代码空间。
需注意一点的事物总有他的两面性，水能载舟，也能覆舟。对于需要频繁访问的变量如果仍采用接口传递，函数调用的开销是巨大的，这时应考虑仍采用extern全局变量。
以下演示了两个C模块交换数据：
//Mole1.C
OneStruct* void GetOneStruct(void); //获取模块1数据接口
void SetOneStruct(OneStruct* pOneStruct); //写模块1数据接口
struct OneStruct
{
int m¬_imember；
//……
}t1; //模块1的数据
//t1初始化代码…..
OneStruct* void GetOneStruct(void)
{
OneStruct* pt1; //只需定义一个局部变量
t1.imember=15;
pt1=&t1;
return pt1;
}
void SetOneStruct(OneStruct* pOneStruct)
{
t1.imember=pOneStruct->imember;
//…….
}
//Mole2.C
void OperateOneStruct(void); //模块2通过模块1提供的接口操作模块1的数据
OneStruct* void GetOneStruct(void);
void SetOneStruct(OneStruct* pOneStruct);
void OperateOneStruct(void)
{
OneStruct* pt2; //只需定义一个局部变量
pt2=GetOneStruct(); //读取数据
SetOneStruct(pt2); //改写数据
}
采用接口访问数据可以避免一些错误，因为函数返回值只能作右值，全局变量则不然。
例如 cOneChar == 4; 可能被误为cOneChar = 4;
规则四：有限的封装与多态
不要忘记C++的class源于C的struct，C++的虚函数机制实质是函数指针。为了使数据、方法能够封装在一起，提高代码的重用度，如对于一些与硬件相关的数据结构，建议采用在数据结构中将访问该数据结构的函数定义为结构内部的函数指针。这样当硬件变化，需要重写访问该硬件的函数，只要将重写的函数地址赋给该函数指针，高层代码由于使用的是函数指针，所以完全不用动，实现代码重用。而且该函数指针可以通过传参数或全局变量的方式传给高层代码，比较方便。例如：
struct OneStruct
{
int m¬_imember；
int (*func)(int,int);
//……
}t2;
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时间：2022-05-13 01:39
static在c里面可以用来修饰变量，也可以用来修饰函数。
先看用来修饰变量的时候。变量在c里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实我们平时所说的堆栈是栈而不是堆，不要弄混。
int a ;
int main()
{
int b ;
int c* = (int *)malloc(sizeof(int));
}
a是全局变量，b是栈变量，c是堆变量。
static对全局变量的修饰，可以认为是*了只能是本文件引用此变量。有的程序是由好多.c文件构成。彼此可以互相引用变量，但加入static修饰之后，只能被本文件中函数引用此变量。
static对栈变量的修饰，可以认为栈变量的生命周期延长到程序执行结束时。一般来说，栈变量的生命周期由OS管理，在退栈的过程中，栈变量的生命也就结束了。但加入static修饰之后，变量已经不再存储在栈中，而是和全局变量一起存储。同时，离开定义它的函数后不能使用，但如再次调用定义它的函数时，它又可继续使用， 而且保存了前次被调用后留下的值。
static对函数的修饰与对全局变量的修饰相似，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。
文件a.c
static int i; //只在a文件中用
int j; //在工程里用
static void init() //只在a文件中用
{
}
void callme() //在工程中用
{
static int sum;
}
上面的全局i变量和init()函数只能用在a.c文件中,全局变量sum的作用域只在callme里。变量j和函数callme()的全局限扩充到整个工程文件。所以可以在下面的b.c中用extern关键字调用。extern告诉编译器这个变量或者函数在其他文件里已经被定义了。
文件b.c
extern int j; //调用a文件里的
extern void callme(); //调用a文件里的
int main()
{
...
}
extern的另外用法是当C和C++混合编程时如果c++调用的是c源文件定义的函数或者变量，那么要加extern来告诉编译器用c方式命名函数：
文件A.cpp调用a.c里面的变量i和函数callme()
extern "C" //在c++文件里调用c文件中的变量
{
int j;
void callme();
}
int main()
{
callme();
}
二 static法则：
A、若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度;
B、若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度；
C、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题；
全局变量有外部、静态两种存储方式。
(1)全局变量一般用外部存储方式存储，用保留字extern加以定义。此时，变量的作用域是构成整个程序的所有程序文件，也就是定义的外部变量可供其它程序文件使用。
使用这样的全局变量一定要非常慎重，一旦产生错误，将波及整个程序。
(2)如果希望全局变量仅限于本程序文件使用，而其它程序文件中不能引用，这时必须将其存储方式定义为静态存储方式，用保留字static加以定义。此时称为静态外部变量。
例如，在上例文件filel．c中，如果作这样的定义：
static int a：
则变量a的作用域被缩小至本程序文件filel．c，文件file2．c中不能引用。
值得注意的是对全局变量加static，定义为静态存储方式，并不意味着是静态存储；而不加static，是动态存储。两种形式的全局变量(外部变量)都是静态存储方式，都是编译时分配存储空间，但作用域不同。使用静态外部变量，有利于隔离错误，有利于模块化程序设计。
(3)全局变量的缺省存储方式是外部存储方式。
前面章节中的程序没有见到变量的存储类别定义，实际上采用变量的缺省存储方式。对局部变量采用auto方式，对全局变量采用extern方式。这也是至今为止，我们在程序中没有见到auto、extern等的原因。
至此，我们对变量的存储类别及数据类型进行了全面讨论，在此作个小结。
1．变量定义的一般形式
存储类别数据类型变量表；
2．变量定义的作用
①规定了变量的取值范围。
②规定了变量进行的运行操作。
③规定了变量的作用域。
④规定了变量的存储方式。
⑤规定了变量占用的存储空间。
3．局部变量和全局变量
从作用域角度将变量分为局部变量和全局变量。它们采取的存储类别如下：
局部变量：
①自动变量，即动态局部变量(离开函数，值就消失)。
②静态局部变量(离开函数，值仍保留)。
③寄存器变量(离开函数，值就消失)。
④形式参数可以定义为自动变量或寄存器变量。
全局变量：
①静态外部变量(只限本程序文件使用)。
②外部变量(即非静态的外部变量，允许其它程序文件引用)。
4．动态存储和静态存储
从变量存在时间可将变量存储分为动态存储和静态存储。静态存储是在整个程序运行时都存在，而动态存储则是在调用函数时临时分配存储单元。
动态存储：
①自动变量(函数内有效)。
②寄存器变量(函数内有效)。
③形式参数。
静态存储：
①静态局部变量(函数内有效)。
②静态外部变量(本程序文件内有效)。
③外部变量(整个程序可引用)。
5．静态存储区和动态存储区
从变量值存放的位置可将变量存储区分为静态存储区和动态存储区：
内存中静态存储区：
①静态局部变量。
②静态外部变量。
③外部变量(可被同一程序其它文件引用)。
内存中动态存储区：自动变量和形式参数。
CPU中的寄存器：寄存器变量。
