在C语言中，static关键字有多种用途，具体取决于它的上下文。以下是static的三种主要用法，结合示例详细介绍：

1. 修饰局部变量

当static用于修饰局部变量时，它会改变变量的存储周期（从自动存储周期变为静态存储周期），但不会改变其作用域（仍然是局部作用域）。

特点：

• 变量在程序运行期间只初始化一次。
• 变量在函数调用之间保持其值。
• 变量存储在静态存储区，而不是栈中。

示例：

#include <stdio.h>

void counter() {
    static int count = 0; // 静态局部变量
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}

int main() {
    counter(); // 输出 Count: 1
    counter(); // 输出 Count: 2
    counter(); // 输出 Count: 3
    return 0;
}

解析：

• count是静态局部变量，只在第一次调用counter时初始化为0。
• 每次调用counter时，count的值会保留并递增。

2. 修饰全局变量

当static用于修饰全局变量时，它会限制该变量的作用域为当前文件（即文件作用域），其他文件无法访问该变量。

特点：

• 变量只能在定义它的文件中访问。
• 变量存储在静态存储区。

示例：

// file1.c
#include <stdio.h>

static int globalVar = 10; // 静态全局变量

void printGlobalVar() {
    printf("Global Var: %d\n", globalVar);
}

// file2.c
extern int globalVar; // 错误：无法访问 file1.c 中的 static 全局变量

int main() {
    printGlobalVar(); // 输出 Global Var: 10
    return 0;
}

解析：

• globalVar是静态全局变量，只能在file1.c中访问。
• 在file2.c中尝试访问globalVar会导致编译错误。

3. 修饰函数

当static用于修饰函数时，它会限制该函数的作用域为当前文件（即文件作用域），其他文件无法调用该函数。

特点：

• 函数只能在定义它的文件中调用。
• 适用于实现文件内部的辅助函数。

示例：

// file1.c
#include <stdio.h>

static void helper() { // 静态函数
    printf("This is a helper function.\n");
}

void publicFunc() {
    helper(); // 可以调用静态函数
    printf("This is a public function.\n");
}

// file2.c
extern void helper(); // 错误：无法访问 file1.c 中的 static 函数

int main() {
    publicFunc(); // 输出 This is a helper function. 和 This is a public function.
    return 0;
}

解析：

• helper是静态函数，只能在file1.c中调用。
• 在file2.c中尝试调用helper会导致编译错误。

4. 综合示例

以下是一个综合示例，展示static在局部变量、全局变量和函数中的用法

#include <stdio.h>

static int globalVar = 100; // 静态全局变量

static void helper() { // 静态函数
    printf("Helper function called.\n");
}

void counter() {
    static int count = 0; // 静态局部变量
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}

void publicFunc() {
    helper(); // 调用静态函数
    printf("Global Var: %d\n", globalVar); // 访问静态全局变量
}

int main() {
    counter(); // 输出 Count: 1
    counter(); // 输出 Count: 2
    publicFunc(); // 输出 Helper function called. 和 Global Var: 100
    return 0;
}

总结

static关键字的主要作用是控制变量和函数的作用域和生命周期，从而提高代码的模块化和安全性。