Programmiersprache C, Bedeutung von static bei globalen Variablen

Wenn ein Programm aus mehreren "translation units" zusammengesetzt wird, 
also aus mehreren einzelnen einzeln übersetzten C-Quelltextdateien 
besteht, die vom Linker zusammengefasst werden, dann wird für eine 
statische globale Variable kein Linkersymbol generiert, was zur Folge 
hat, daß über die Grenze einer "translation unit" hinweg nicht auf das 
betreffende Symbol zugegriffen werden kann.

Damit sind statische globale Variablen außerhalb ihrer "translation 
unit" unsichtbar. Es kann daher in einem Programm mehrfach eine Variable 
gleichen Namens verwendet werden, ohne daß es zu Konflikten kommt.

Das bezieht sich übrigens nicht nur auf Variablen, sondern auch auf 
Funktionen; eine als static deklarierte Funktion ist ebenfalls nur 
innerhalb ihrer "translation unit" sichtbar.


Somit ist folgendes zulässig:

a.c

1

#include "a.h"

2

3

static int bla = 4;

4

5

static int machwas(void)

6

{

7

  return bla;

8

}

9

10

int machwas_in_a(void)

11

{

12

  return machwas();

13

}

b.c

1

#include "b.h"

2

3

static int bla = 5;

4

5

static int machwas(void)

6

{

7

  return bla;

8

}

9

10

int machwas_in_b(void)

11

{

12

  return machwas();

13

}

a.h

1

int machwas_in_a(void);

b.h

1

int machwas_in_b(void);

main.c

1

#include <stdio.h>

2

3

#include "a.h"

4

#include "b.h"

5

6

int main(int, char**)

7

{

8

  printf("A: %d\n", machwas_in_a()); 

9

  printf("B: %d\n", machwas_in_b()); 

10

  return 0;

11

}

In diesem (zugegebenermaßen nur eingeschränkt sinnvollen Beispiel) gibt 
es innerhalb eines Programmes zwei Variablen namens "bla" und zwei 
Funktionen namens "machwas". Und trotzdem gibt es keine Linkerkonflikte.


Sinn vonnt janze ist es, Implementierungsdetails auf die "translation 
unit" beschränken zu können.

In C++ ist so etwas dank namespaces etc. einfacher zu handhaben.

chris schrieb:
> Habe extra in den Spezifikationen nachgesehen.
> Seit C11 stimmt deine Aussage, aber von ANSI X3.159 bis incl C99
> sieht es anders aus.

Quatsch. In C99 z.B. steht:

1

If an object that has static or thread storage duration is not initialized

2

explicitly, then:

3

— if it has pointer type, it is initialized to a null pointer;

4

— if it has arithmetic type, it is initialized to (positive or unsigned) zero;

5

— if it is an aggregate, every member is initialized (recursively) according to these rules,

6

and any padding is initialized to zero bits;

7

— if it is a union, the first named member is initialized (recursively) according to these

8

rules, and any padding is initialized to zero bits;

chris schrieb:
> Seit C11 stimmt deine Aussage, aber von ANSI X3.159 bis incl C99
> sieht es anders aus.

In sämtlichen C Versionen seit Ritchies ersten veröffentlichten Untaten 
war das so.

Nicht auszuschliessen ist jedoch, dass es C Compiler für Mikrocontroller 
gibt, die sich nicht konform verhalten.

Und hier auch noch der entsprechende Passus aus ANSI-C:

1

   If an object that has static storage duration is not initialized

2

explicitly, it is initialized implicitly as if every member that has

3

arithmetic type were assigned 0 and every member that has pointer type

4

were assigned a null pointer constant.

chris schrieb:
> Es gab folgende storage class:
>   typedef
>   extern
>   auto
>   register
>   static
>   intern
> Nur die letzten zwei sind mit 0 zu initialisieren.

Nein, du liest nicht richtig. In den Zitaten aus den Standards steht 
nicht "static storage class", sondern "static storage duration". Und 
jetzt lies dir in C99 den Abschnitt 6.2.4 durch. Globale Variablen sind 
"static storage duration".

chris schrieb:
> Diese Konvention ist aber nicht im Standard enthalten

Doch.

> Architekturen, welche keinen Heap haben, verwenden auto für globale
> Variablen.

Nein. Falls du es umgekehrt meinst, also dass ohne adressierbaren Stack 
lokale Variablen auch gerne mal statisch angelegt werden: Das ist eine 
Konzession an effizienten Code bei 8051/PIC16, ist aber nicht vom 
Strachstandard gedeckt, weil es Rekursion ausschliesst.

> Wenn ein Heap vorhanden ist, ist auto automatisch der Heap

Nein. Du verwechselst das mit einem Stack.

Der Heap ist keine storage class, ist auch nicht Teil der Kernsprache, 
sondern kommt (in C) ausschliesslich in Bibliotheksfunktionen vor.

chris schrieb:
> Es gab folgende storage class:
>   typedef
>   extern
>   auto
>   register
>   static
>   intern
> Nur die letzten zwei sind mit 0 zu initialisieren.

Irgendwie redest du über ein anderes C als alle anderen.

"typedef" ist nur syntaktisch eine Speicherklasse; ist eine ziemliche
Krücke, aber interessiert hier sowieso nicht.

"intern" gibt es nicht in C.

"auto" und "register" sind heutzutage praktisch dasselbe.

"extern" kann nur in einer Deklaration verwendet werden, um ein
globales Objekt (oder eine globale Funktion) anzuzeigen.  Diese muss
aber global in irgendeiner Übersetzungseinheit definiert werden.
"global" heißt in diesem Zusammenhang, dass sie außerhalb jeglicher
Funktionen und ohne das Schlüsselwort "static" stehen muss.

Speicherklassenmäßig werden globale und statische Objekte gleich
behandelt.  Der Standard nennt dies "static storage duration".

Alle diese Objekte mit "static storage duration" werden, sofern sie
nicht explizit anders initialisiert werden, implizit mit 0
initialisiert.  (Das ist die Kurzfassung, die offizielle Langfassung
wurde oben genannt.)

Das war schon immer so, darauf baut diese Sprache.

> Dass globale Variablen der Klasse static und locale Variablen der Klasse
> auto zugewiesen werden, wie man es vielleicht in der Schule gelernt hat,
> mag stimmen.
> Diese Konvention ist aber nicht im Standard enthalten

Selbstverständlich ist sie das.

Wenn du das Gegenteil behauptest, solltest du die entsprechende Stelle
des Standards hier zitieren können.

> und Compiler für
> Architekturen, welche keinen Heap haben, verwenden auto für globale
> Variablen.

Sorry, aber das ist einfach Unfug.  Mit einem Heap hat das hinten und
vorn nichts zu tun.  Der kommt ausschließlich dann ins Spiel, wenn
eine dynamische Speicherverwaltung benötigt wird.

Aufgrund der bahnbrechenden Erkenntnis, dass dieses Schlüsselwort 
überflüssig ist, wird es in C++11 anderweitig verwendet.

Stroustrup: "Several committee members trawled through millions of lines 
of code finding only a handful of uses -- and most of those were in test 
suites or appeared to be bugs."

Bronco schrieb:
> Gibt es eigentlich einen Anwendungsfall, bei dem man eine Variable
> explizit als "auto" definiert?

Nur, um Leute zu verwirren:

1

class Auto

2

{

3

...

4

};

5

6

int main()

7

{

8

    auto Auto meinAuto;

9

    ...

10

}

Klaus Wachtler schrieb:
> Nur, um Leute zu verwirren:

Vor allem die Benutzer von C++11 ;-)

Die schreiben dann eben
   auto meinAuto = Fahrrad();

du hast vergessen, Fahrrad() in einen Laster zu casten vor der 
Zuweisung...

Bronco schrieb:
> Cool, ich wußte noch gar nicht, daß man in C++11 variadische Klassen
> verwenden kann...

Das war nicht C++, sondern PHP.

„Der Compiler weiß dann schon, was der Programmierer gewollt hat.“

Bronco schrieb:
> Cool, ich wußte noch gar nicht, daß man in C++11 variadische Klassen
> verwenden kann...

tja, besser künstliche Intelligenz als gar keine :-)