Статические глобальные переменные

Когда спецификатор static применяется к глобальной переменной, он сообщает компилятору о необходимости создания глобальной переменной, которая будет известна только в файле, где статическая глобальная переменная объявлена. Это означает, что, даже если переменная является глобальной, другие подпрограммы в других файлах не будут знать о ней. Таким образом, не возникает повода для побочных эффектов. В некоторых ситуациях, где локальные статические переменные неприменимы, можно создать раздельно компилируемый файл и использовать его без боязни возникновения побочных эффектов.

Для того, чтобы понять, как можно использовать статические глобальные переменные, пример с генератором последовательности из предыдущего раздела переделан таким образом, что стартовое значение может использоваться для инициализации серии путем вызова второй функции — series_start(). Ниже показан файл, содержащий series(), series_start() и series_num: /* все должно быть в одном файле * / static int series_num; int series(void) ; void series_start(int seed); series(void) { series_num = series_num + 23; return(series_num); } /* инициализация series_num */ void series_start (int seed) { series_num = seed; }

Вызывая series_start() с некоторым известным целым числом, мы инициализируем генератор последовательности. После этого вызов series() приводит к генерации следующего элемента последовательности.

Имена статических локальных переменных известны только функции или блоку кода, в которых они объявлены, а имена статических глобальных переменных известны только в файле, в котором они находятся. Это означает, что если поместить функции series() и series_start() в отдельный файл, то можно использовать данные функции, но нельзя обращаться к переменной series_num. Она спрятана от остального кода программы. Фактически можно даже объявлять и использовать другую переменную, называемую series_num, в программе (в другом файле) и не бояться напутать. В сущности модификатор static разрешает использование функциями переменных, не беспокоя другие функции.

Статические переменные позволяют прятать части программы. Это может привести к большим преимуществам при разработке больших и сложных программ.  

Регистровые переменные

С имеет еще один спецификатор, который первоначально применялся только к переменным int и char. Стандарт ANSI С расширил сферу его применения. Спецификатор register просит, чтобы компилятор сохранил переменную способом, позволяющим осуществлять наибыстрейший доступ. Для целых чисел и символов это обычно подразумевает размещение не в памяти, а в регистрах процессора. Для других типов переменных компилятор может использовать другие способы для уменьшения времени доступа. Компилятор может просто игнорировать данную просьбу.

В Borland С++ спецификатор register может применяться к локальным переменным и формальным параметрам функции. Нельзя применять register к глобальным переменным. Также, поскольку регистровая переменная может быть сохранена в регистре процессора, нельзя получить адрес регистровой переменной. (Данное ограничение присутствует только в С, но не в С++)

В целом операции с регистровыми переменными выполняются гораздо быстрее, чем с переменными, сохраненными в памяти. Фактически, когда значение переменной содержится в процессоре, не требуется доступа к памяти для определения или модификации значения. Это делает регистровые переменные идеальным средством для управления циклами. Ниже приведен пример объявления регистровой переменной типа int и дальнейшего ее использования для управления циклом. Данная функция вычисляет m* для целых чисел. int int_pwr (register int m, register int e) { register int temp; temp = 1 ; for( ;  e;  e--) temp *= m; return temp; }

В данном примере m, e и temp объявлены как регистровые переменные, поскольку они используются в цикле. Обычно регистровые переменные используются там, где они принесут наибольшую пользу, то есть в местах, где делается много ссылок на одну и ту же переменную. Это важно, поскольку не все переменные можно оптимизировать по времени доступа.

Важно понять, что спецификатор register - это просто запрос компилятору, который не обязательно будет удовлетворен. Как правило, можно использовать по крайней мере две регистровые переменные, размещаемые в регистрах процессора, типа char или int. Дополнительные регистровые переменные оптимизируются более продвинутыми компиляторами.