In che modo le librerie C memorizzano le variabili di stato?

Question

Sto sviluppando in C da un po 'di tempo, provenendo da linguaggi orientati agli oggetti come C++ e Java, e mentre utilizzo le funzioni di libreria standard come fread() e strtok(), ho iniziato a chiedermi: come funzionano queste funzioni per la memorizzazione di variabili correlate al loro stato?

Ad esempio, si comporta in modo diverso per le chiamate successive e fread() tiene traccia della propria posizione nel file. Queste informazioni devono essere archiviate da qualche parte e in un linguaggio orientato agli oggetti esistono costrutti di ambito come private o protected per proteggere questi valori da modifiche indesiderate, ma per quanto ho capito C non li ha.

Quindi, come vengono memorizzati in modo sicuro? Oppure sono globali e modificabili da qualsiasi luogo? La domanda è nata quando stavo scrivendo un file di intestazione con funzioni di utilità che avevano bisogno di memorizzare informazioni di stato simili. Qual è il modo "giusto" per fare questo genere di cose in C, e come viene gestito nelle librerie esistenti?

Answer 1

Queste chiamate utilizzano le variabili static. Una variabile statica locale conserva il suo valore tra le chiamate di funzione. Una variabile statica globale o una funzione è accessibile solo da altre funzioni dichiarate nello stesso file.

Answer 2

Nel caso di fread() lo stato è memorizzato in una struttura FILE. La struttura è una risorsa allocata da fopen() che restituisce un puntatore ad esso, e si passa quel puntatore a ogni chiamata operazione file. La risorsa viene rilasciata quando viene chiamato fclose(). La risorsa FILE può essere allocata da un pool statico o può essere allocata dinamicamente dall'heap, che dipenderebbe dall'implementazione. Ad esempio:

RESOURCE* getResource() 
{ 
    return malloc(sizeof(RESOURCE)) ; 
} 

int useResource(RESOURCE* r) 
{ 
    return r.index++ ; 
} 

void releaseResource(RESOURCE* r) 
{ 
    free(r) ; 
} 

strtok() invece contiene un puntatore statico interno che viene inizializzato quando viene trasmesso e utilizzato come punto di partenza quando viene passato un puntatore nullo una stringa.

Ad esempio:

int getState() 
{ 
    static int state = 0 ; 
    return state++ ; 
} 

int main() 
{ 
    int s ; 

    do 
    { 
     s = getState() ; 
     printf("state = %d\n", s ; 

    } while(s < 10) ; 
}