C语言中静态函数的正确使用方法是什么？

Question

我发现在C语言中有两种使用静态函数的方法。

第一种方法是：

afile.h

static void afunc(void); // leaving this out gives errors

afile.c

void afunc(void)
{
   puts("a");
}

void callafunc(void)
{
   afunc();
}

main.c

void afunc(void)
{
   puts("b");
}

int main(void)
{
   afunc(); // prints b
   callafunc(); // prints a
}

另一种方法是：

afile.h

// declare nothing w.r.t. static functions

afile.c

static void afunc(void)
{
   ...
}

main.c

static void afunc(void)
{
   ...
}

这两种使用静态函数的方式哪种是正确的？

- user395980

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不应该在.h文件中放置静态函数的原型。它们只在编译单元（.c文件）中可见，因此请将原型放置在C文件的顶部。 - Paul Ogilvie

你不应该在不同的.c文件中声明相同的静态函数。 - Paul Ogilvie

我同意第二种方式几乎总是被使用。但是为什么第一种方式似乎也能够正常工作呢？关于你的第二条评论，如果静态函数是每个文件本地的，那么为什么我不能使用相同的名称（除了可能会引起混淆）？ - user395980

第一种方法“有效”，是因为你滥用了 include 指令的功能，来包含函数定义。 - William Pursell

@PaulOgilvie：所有声明的唯一作用域是翻译单元或更小。static 影响链接，而不是作用域。 - Eric Postpischil

Answer 1

这两种使用静态函数的方法，哪一种是正确的？

第二种方法是正确的。

"static void afunc(void);" 是一个函数声明。该函数的定义存在于某处。由于它也是静态的，如果在编译中使用该函数，则该函数的定义也需要在此编译单元中。该函数具有局部链接性。

在第二种情况下，"main.c" 和 "afile.c" 都使用其本地定义的 "afunc(void)"。

不需要向全局命名空间声明 "afunc()" 的存在。没有其他编译单元需要知道 "main.c、afile.c" 的这些本地函数。

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通常情况下，第一种方法是不正确的。

第一种情况“可行”，因为 "main.c" 和 "afile.c" 都使用并具有本地定义的 "afunc(void)"。

如果另一个文件 "foo.c()"，使用 "#include “afile.h”" 并尝试调用 "afunc()"，则除非它也有本地定义的 "afunc()"，否则将无法找到匹配的本地 "afunc()"。

"*.h" 更多地告诉全局命名空间使用 " *.c" 中的函数、对象、定义、类型等。这些被标记为 "static" 的东西最好放在顶部的 "*.c" 中供其自己使用，而不是放在 "*.h" 中。

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第一种方法在狭窄的情况下可能是正确的。

例如， "afile.h" 声明并定义了一个小的辅助函数，并打算让包括 "afile.h" 的任何 " *.c" 都获得自己本地版本的 "afunc()"。通过使它成为静态的，这些本地 "afunc()" 不会与潜在的全局 "afunc()" 或彼此冲突。

- chux - Reinstate Monica

Answer 2

拥有头文件的目的如下：

如果多个翻译单元（即“.c文件”）使用相同的数据类型、函数或变量，则相应的声明必须出现在每个翻译单元中。虽然程序员理论上可以直接将所有这些声明写入每个.c文件中，但这会使程序员很难更改声明，因为他们必须在每个.c文件中进行更改。因此，更容易的方法是为几个翻译单元制作一个公共的头文件，并使用C预处理器让各个独立的翻译单元#include头文件。

基于此，在您的第一个示例中所做的内容是“正确”的，因为它可以工作并且是有效的C代码。然而，这仍然没有意义，因为您正在为两个不相关的函数使用相同的声明。

即使函数具有相同的名称和原型，但它们仍然是互不相关的。这是因为这些函数具有内部链接（由于关键字static）。将不相关的函数共享相同的声明放在头文件中是没有意义的。例如，如果您决定修改一个函数的声明，您要如何在源代码中修改它？您不能修改头文件，因为这样您也会在所有其他翻译单元中修改具有该名称的其他函数。因此，将static函数声明存储在.c文件中而不是公共头文件中更有意义。

- Andreas Wenzel