static 局部變量濫用害人害己：從階乘函數反模式談低耦合設計

教科書反模式：帶狀態的階乘函數

int fac(int n) {
    static int f = 1; // 靜態局部變量
    f = f * n;
    return f;
}
// 呼叫 fac(1)..fac(5) 輸出 1,2,6,24,120 看似正常
// 但再次呼叫 fac(3) → 360（錯誤！狀態已汙染）

本質剖析：變態閹割與強耦合

將緊密耦合的三要素——迭代變量 i、累積變量 f、運算邏輯 f*=i——強行拆分：

• i 留在呼叫端迴圈
• f 藏在 static 內部
• 運算邏輯封在函數內

這是功能性閹割：原本有機整體被割裂，函數變成「一次性用品」，嚴重違反低耦合、高內聚原則。函數應無狀態、可重入、僅依賴參數——這才是「本分」。

正確設計：無狀態純函數

// 遞歸版
int fac(int n) { return n <= 1 ? 1 : n * fac(n - 1); }

// 迭代版（推薦）
int fac(int n) {
    int result = 1;
    for (int i = 2; i <= n; ++i) result *= i;
    return result;
}

static 局部變量的正當用途：唯讀查找表

const char* month(unsigned m) {
    static const char* const name[12] = {
        "Jan","Feb","Mar","Apr","May","Jun",
        "Jul","Aug","Sep","Oct","Nov","Dec"
    };
    return name[m - 1]; // 唯讀，無副作用，線程安全（C++11 起初始化原子）
}

特徵：

• 資料不可變（const）
• 生命週期需跨越函數調用（避免重複構造）
• 無副作用、可重入、線程安全

判斷清單：何時用 static local？

總結

static 局部變量是把雙刃劍。默認拒絕可變 static local，除非是不可變資料或受控初始化。函數應像數學函數：同輸入必得同輸出，無副作用，無隱藏狀態——這是可維護、可測試、可併發代碼的基石。