静的変数、static修飾子について

この記事では、C言語における静的変数と、static修飾子について記載する。

1. 目的

　・静的変数とstatic修飾子の意味について知る。

　・C言語で静的変数とstatic修飾子の使い方を知る。

静的変数、static修飾子について

2. 静的変数とは

　・最初にメモリ上に領域を確保して、最後まで同じ場所を使い続ける変数のこと。

　・プログラムにおいて特定の関数などで共有され、値を保持し、使いまわすことが出来る。

　・通常、関数内でローカル変数作成した場合、関数が終了すると、

　　次の関数実行時には、値はリセットされる。

　　これを動的変数という。

　・静的変数を使用すると、値が保持された状態になる。

　・静的変数を使用するのに、static修飾子を使用する。

　　(staticとは静的という意味)

3. static修飾子とは

　・static：静的なという意味

　・記憶クラス指定子のひとつ

　・ローカル変数を静的領域に配置する。

　　→通常関数内の変数は、次回呼び出した場合、値を保持していないが、

　　　satic修飾子を使用すると、値が保持され、次回呼び出し時にもその値となる。

　・グローバル変数や関数の有効範囲を制限する。(他のファイルからのアクセス制限)

　・関数のブロックスコープで使用すると、その変数又は、関数はそのブロック内でのみ有効となる。

　3.1静的変数(static修飾子)の使い方

　・必要ヘッダファイル：string.h

　・static修飾子を使用する。

　→ static 変数型変数名;

　例：

     static int scounter = 0;    // 静的変数の宣言

　3.2 静的変数を使用したプログラム

　(1) satic修飾子を使用すると、値が保持され、次回呼び出し時にその値が保持されている。

#include <stdio.h>

void exampleFunction() {
    static int scounter = 0;    // 静的変数の宣言
    int dcounter = 0;           // 動的変数の宣言
    scounter++; // 変数の値をインクリメント
    dcounter++;
    printf("Static Counter: %d\n", scounter);
    printf("Dynamic Coutner: %d\n",dcounter);
}

int main() {
    exampleFunction(); // Counter: 1
    exampleFunction(); // Counter: 2
    exampleFunction(); // Counter: 3
    return 0;
}

実行結果：https://paiza.io/projects/vCI7NohiApZDtY0DPj3Sww

　・プログラム説明

　 (a) exampleFunctionが実行されるたびに、scounter及びdcounterを+1する。

　 (b) scounterは、静的変数の為、2回目にexampleFunctionが実行されると、2になる。

　　 dcounterは、通常の変数(動的変数)の為、2回目にexampleFunctionが実行されても、1になる。

　(2) グローバル変数や関数の有効範囲を制限する。(他のファイルからのアクセス制限)

//main.cファイル
#include <stdio.h>
#include "sub.h"

int main() {
    //staticFunction(); // staticで使用されている為、ここでは使えない。
    func1();
    return 0;
}

//sub.cファイル
#include <stdio.h>
#include "sub.h"

//プロトタイプ関数宣言(ファイル内)
static void staticFunction();

void func1(){
    staticFunction();   ///静的関数を呼び出し
}

// ファイル内の静的関数
static void staticFunction(){
    printf("This is a static function.\n");
}

//sub.hファイル
void func1();

実行結果：https://paiza.io/projects/n03zb2EIbvQ2kNQLl1QDLA?language=c

上記staticFunction関数は、staticを用いて、sub.cで作成している為、

sub.cファイル内でしか使用できない。

main.c内で使用しようとするとエラーになる。

　(3) 関数のブロックスコープで使用すると、その変数又は、関数はそのブロック内でのみ有効となる。

#include <stdio.h>
int main(void){
    // Your code here!
     int i;
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        static int blockStaticVar = 0;  // ブロックスコープ内の静的変数
        blockStaticVar++;               // +1
        printf("Block static variable: %d\n", blockStaticVar);
    }

    // blockStaticVarはこのスコープ外では無効
    // printf("Outside block: %d\n", blockStaticVar); // エラー
    return 0;
}