全局变量、局部变量与关键字static、extern的使用分析

1、关键字static的作用是什么？ 

定义静态变量 

2、static有什么用途？（请至少说明两种） 

网上答案： 

1).限制变量的作用域(在程序的整个运行期间都不释放) 

2).设置变量的存储域(存储在静态存储区内) 

谭浩强C语言page180： 

（1）对局部变量用static声明，则为该变量分配的空间在整个程序执行期间始终存在； 

（2）全局变量用static声明，则该变量的作用域只限于本文件模块 
谭浩强C语言page182的说明将以上两种答案联系在一起，有助于理解static的作用： 
static对于局部变量和全局变量的作用不同。 
对局部变量来说，它是变量由动态存储方式改变为静态存储方式。对于全局变量来说，它使变量局部化（局部于本文件），但仍为静态存储方式。 
从作用于角度看，凡是static声明的，其作用域都是有限的，静态局部变量局限于本函数内，静态外部变量局限于本文件内。 

3、全局变量和局部变量在内存中是否有区别？如果有，是什么区别？ 

全局变量储存在静态存储区，局部变量在堆栈。 

华为： 

4、局部变量能否和全局变量重名？ 

答：能，局部会屏蔽全局。要用全局变量，需要使用"::" 

局部变量可以与全局变量同名，在函数内引用这个变量时，会用到同名的局部变量，而不会用到全局变量。 

对于有些编译器而言，在同一个函数内可以定义多个同名的局部变量，比如在两个循环体内都定义一个同名的局部变量，而局部变量的作用域就在定义的循环体内。 

5、如何引用一个已经定义过的全局变量？关键字extern的使用说明 

答：用关键字extern作外部变量声明 

(1)   用extern可以在一个文件内声明外部变量（谭浩强CPage176） 

(2)   也可以在多文件的程序中声明外部变量。（谭浩强CPage177） 

网上的答案是：可以用引用头文件的方式，但是对于这个说法，笔者之前试着用过，记得是不可以，在不同的源文件中包含这个头文件时，在程序连接时会出现重复定义multiple publicdefinitions的错误，而在不同的源文件中使用这个变量时，也会出现multiple publicdefinitions的错误，所以笔者没有使用这种方法，而是使用关键字extern 

网上的另一个答案是：也可以用extern关键字，也就是在其中一个源文件中定义外部变量，而在另外使用该变量的源文件开始的位置将这个变量用关键字extern声明。 

网上：如果用引用头文件方式来引用某个在头文件中声明的全局变量，假定你将那个变量写错了，那么在编译期间会报错，如果你用extern方式引用时，假定你犯了同样的错误，那么在编译期间不会报错，而在连接期间报错。 

6、全局变量可不可以定义在可被多个.C文件包含的头文件中？为什么？ 

网上答案：可以，在不同的C文件中以static形式来声明同名全局变量。 

可以在不同的C文件中声明同名的全局变量，前提是其中只能有一个C文件中对此变量赋初值，此时连接不会出错。 

笔者按照以上说法去试，出现了“重复定义”的错误，分析：因为变量的定义只能出现一次，否则会导致重复定义。但却可以声明多次。全局变量定义在头文件中。当该头文件被多个c文件包含的话，就会导致重复定义。所以全局变量不可以定义在头文件中。 

网上对这道题有人这样说：一般做法是在某个特定的头文件中声明，而在另外一个特定的c文件中定义。需要使用就包含前者。此处的声明我认为应该用extern，不过没有去实践。 

7、static全局变量与普通的全局变量有什么区别？static局部变量和普通局部变量有什么区别？static函数与普通函数有什么区别？ 

全局变量(外部变量)的说明之前再冠以static就构成了静态的全局变量。全局变量本身就是静态存储方式，静态全局变量当然也是静态存储方式。这两者在存储方式上并无不同。这两者的区别虽在于非静态全局变量的作用域是整个源程序，当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。而静态全局变量则限制了其作用域，即只在定义该变量的源文件内有效，在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其它源文件中引起错误。 

从以上分析可以看出，把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式即改变了它的生存期。把全局变量改变为静态变量后是改变了它的作用域，限制了它的使用范围。 

static函数与普通函数作用域不同。仅在本文件。只在当前源文件中使用的函数应该说明为内部函数(static)，内部函数应该在当前源文件中说明和定义。对于可在当前源文件以外使用的函数，应该在一个头文件中说明，要使用这些函数的源文件要包含这个头文件。 

static全局变量与普通的全局变量有什么区别：static全局变量只初始化一次，防止在其他文件单元中被引用； 

static局部变量和普通局部变量有什么区别：static局部变量只被初始化一次，下一次依据上一次结果值； 

static函数与普通函数有什么区别：static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝。 

8、程序的局部变量存在于（堆栈）中，全局变量存在于（静态区）中，动态申请数据存在于（堆）中。

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一.C语言中的static关键字

    在C语言中，static可以用来修饰局部变量，全局变量以及函数。在不同的情况下static的作用不尽相同。

    (1)修饰局部变量

    一般情况下，对于局部变量是存放在栈区的，并且局部变量的生命周期在该语句块执行结束时便结束了。但是如果用static进行修饰的话，该变量便存放在静态数据区，其生命周期一直持续到整个程序执行结束。但是在这里要注意的是，虽然用static对局部变量进行修饰过后，其生命周期以及存储空间发生了变化，但是其作用域并没有改变，其仍然是一个局部变量，作用域仅限于该语句块。

    在用static修饰局部变量后，该变量只在初次运行时进行初始化工作，且只进行一次。

    如:

#include<stdio.h>

void fun()

{
staticint a=1;

a++;

printf("%d\n",a);

}

int main(void)

{

fun();

fun();
return0;

}

    程序执行结果为: 2

                  3

   说明在第二次调用fun()函数时，a的值为2，并且没有进行初始化赋值，直接进行自增运算，所以得到的结果为3.

   对于静态局部变量如果没有进行初始化的话，对于整形变量系统会自动对其赋值为0，对于字符数组，会自动赋值为'\0'.

   (2)修饰全局变量

   对于一个全局变量，它既可以在本源文件中被访问到，也可以在同一个工程的其它源文件中被访问(只需用extern进行声明即可)。

   如:

   有file1.c

   int a=1;

     file2.c

   #include<stdio.h>

   extern int a;

   int main(void)

   {

　　    printf("%d\",a);

        return 0;

   }

  则执行结果为 1

 但是如果在file1.c中把int a=1改为static int a=1;

 那么在file2.c是无法访问到变量a的。原因在于用static对全局变量进行修饰改变了其作用域的范围，由原来的整个工程可见变为本源文件可见。

   (3)修饰函数

   用static修饰函数的话，情况与修饰全局变量大同小异，就是改变了函数的作用域。

二.C++中的static

   在C++中static还具有其它功能，如果在C++中对类中的某个函数用static进行修饰，则表示该函数属于一个类而不是属于此类的任何特定对象；如果对类中的某个变量进行static修饰，表示该变量为类以及其所有的对象所有。它们在存储空间中都只存在一个副本。可以通过类和对象去调用。对于静态成员函数，只能访问静态成员函数和静态成员变量，不能访问非静态成员函数或者变量。

三.extern关键字

   在C语言中，修饰符extern用在变量或者函数的声明前，用来说明“此变量/函数是在别处定义的，要在此处引用”。

   在上面的例子中可以看出，在file2中如果想调用file1中的变量a，只须用extern进行声明即可调用a，这就是extern的作用。在这里要注意extern声明的位置对其作用域也有关系，如果是在main函数中进行声明的，则只能在main函数中调用，在其它函数中不能调用。其实要调用其它文件中的函数和变量，只需把该文件用#include包含进来即可，为啥要用extern？因为用extern会加速程序的编译过程，这样能节省时间。

   在C++中extern还有另外一种作用，用于指示C或者C＋＋函数的调用规范。比如在C＋＋中调用C库函数，就需要在C＋＋程序中用extern “C”声明要引用的函数。这是给链接器用的，告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C＋＋和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同，用此来解决名字匹配的问题。