在 C 中，如何在没有指针的情况下检索超出范围的静态值？

Question

我正在尝试解决 Effective C 第 2 章的练习 1，它说：

"向清单 2-6 中的计数示例添加检索函数以检索计数器的当前值"

清单 2-6 中的代码是：

#include <stdio.h>

void increment(void) {
    static unsigned int counter;
    counter++;
    printf("%d ", counter);
}

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        increment();
    }
    return 0;
}

我尝试了几件事都失败了，我不明白如何检索计数器的值，因为在增量函数之外它超出了范围并且没有可以使用的指针。

Answer 1

使用 return 你可以这样做，

#include <stdio.h>

unsigned int increment(void)
{
    static unsigned int counter;
    counter++;
    return counter;
}

int main(void)
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%u ", increment());
    }
    return 0;
}

Answer 2

我将 counter 和检索或更新其值的函数分开。为此，我会将 counter 转移到文件范围并使其对其他翻译单元不可见（即 static）：

static unsigned int counter;

void increment(void) {
    counter++;
}

unsigned int getCounter() {
    return counter;
}


// usually in a separate translation unit
int main(void) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        increment();
        printf("%d ", getCounter());
        
    }
    return 0;
}

Answer 3

我一直在阅读 Effective C 只是为了提神，这个问题让我有点措手不及，因为它太松散了。

你可以只提升计数器的范围，但这违背了目的并且不普遍适用。我认为一个好的解决方案不会改变计数器的范围。如果我们可以访问计数器，那么检索函数将是多余的。实际上，只需 return 来自 increment() 的该死的值并捕获它，没有理由不这样做。但是这个练习是为了让我们思考范围，所以让我们尝试在不修改计数器的范围或增量的 return 类型的情况下解决这个问题。

一个想法是创建一个辅助函数，我们可以在 increment() 中调用它来传递计数器的值。我们可以将该值保存在另一个静态局部变量中。我们可以写一个 if 语句，这样如果我们给它一个超出计数器范围的值（比如负数），它将 return 计数器最后保存的值。这很容易理解，但是太天真了。在为我们的辅助函数提供两种变量（计数器是无符号的，负整数本身是有符号的）时，我们必须将有符号的值转换为无符号的（坏主意），或者将无符号的值转换为有符号的。

将每个 arg 捕获为带符号的 int 并没有那么糟糕，因为它保留了负值，但这有点让人头疼。我们将不得不处理溢出，并且通过限制最大无符号值以支持能够表示所有负整数（我们实际上只关心 1），我们实际上会浪费存储空间。我们可以选择我们的“特殊”值作为最大的 unsigned int，只要我们处理计数器和我们的特殊值的冲突，这是一个安全的赌注。我认为有一个更好的解决方案，它清晰明了，主要是安全的，并且不会浪费我们的时间来处理转换类型。

让我们创建一个辅助函数，它接受一个指向 unsigned int 的指针。我们将拥有一个特殊的内存地址，而不是具有“特殊”值。如果我们传入的内容指向该地址，则计数为 return。否则，将计数分配给我们的 arg 的引用值。我们可以设置一个任意值的文件作用域的 unsigned int 变量，调用这个函数并将地址传递给 increment() 中的计数器，然后用我们的“全局”变量的地址检索调用这个函数。

但是，这只有效，因为计数器被定义为静态的。对 non-static 局部变量执行此操作是明确的 UB，但由于静态局部变量存在于它们的函数调用之外，因此这不是 UB。然而，这是有风险的。只要我们不将我们的 arg 分配给任何东西，就没有其他方法可以导致 UB。好消息是，这保留了 counter 的范围，清晰易读，勉强避免了 UB。

#include <stdio.h>

unsigned int check = 1;
unsigned int setcounter(unsigned int *c){
    static unsigned int count = 0;
    if (c == &check){
        return count;
    }else{
        count = *c;
        return count;
    }
}
unsigned int retrieve(void){
    return setcounter(&check);
}
void increment(void){
    static unsigned int counter = 0;
    counter++;
    setcounter(&counter);
    printf("%d ", counter);
}

int main(void){
    for (int i = 0; i < 5; i++){
        printf("Count: ");
        increment();
        printf("Retrieved: ");
        printf("%d\n", retrieve());
    }
    return 0;
}

无论如何，我想这就是 Seacord 为这次练习准备的。 C 根本不是我的主要语言，所以如果我在这里有任何错误陈述或犯下任何 C 罪行，请纠正我。这是用 -Wall -Werror -pedantic 编译的，这让我很高兴。

在 C 中，如何在没有指针的情况下检索超出范围的静态值？

How can i retrieve the value of an out of scope static without a pointer in C?

c

static

scope