C高阶3：变量分类

1. 本地变量/局部变量

1.1 本地变量/局部变量是什么？

在大括号内定义的变量就是本地变量/局部变量。

1.2 本地变量/局部变量有什么特点？

1. 本地变量是定义在代码块内的，可以定义在函数的块内，可以定义在语句的块内。

for(int i=0;i<10;++i){
    printf("%d ",i);
}
printf("%d ",i);

可以定义在一个随意的大括弧里面。

{
    int n = 0;
    printf("%d ",n);
}
printf("%d ",n);

2. 程序进入块前，内部变量不存在，离开时失效。
3. 块外定义的变量，块内仍然有效。

函数的每次运行，都会产生一个独立的变量空间，在这个空间中的变量，是函数这次运行独有的。

• 定义在函数内部的变量就是本地变量
• 参数也是本地变量

1.3 本地变量/局部变量初始化

1. 本地变量不会默认初始化
2. 参数在进入函数时被初始化。

本地变量/局部变量的生存期和作用域都是在大括号内。

2. 全局变量

2.1 全局变量是什么？

定义在函数外面的变量称为全局变量

int n;
int main(){
    int m;
    printf("n=%d\m=%d\n",n,m);
}

2.2 全局变量有什么特点？

全局变量有全局的生存周期和作用域。

1. 不属于任何函数。
2. 所有函数内部都可以使用。

int n;
int func(){
    printf("in func n = %d\n",n);
    // n = n*2;
}
int main(){
    scanf("%d",&n);
    func();
    printf("in main n = %d\n",n);
}

2.3 全局变量初始化

1. 没有初始化的全局变量会自动初始化为0。
2. 只能用编译时刻已知的值初始化全局变量。
3. 初始化发生在main()前。

int n = 2;
int m = n;
double  s = sqrt(n); 
int main(){
    printf("n = %d,m = %d,s = %f",n,m,s);
}

2.4 同名隐藏

如果函数内部存在与全局变量同名的变量，则全局变量被隐藏。

int n = 10;
int main(){
    int n = 1;
    printf("n = %d\n",n);
}

3. 全局静态变量

3.1 全局静态变量是什么？

在全局变量前加上关键字static。

static int n;
int main(){
    int m;
    printf("n=%d\m=%d\n",n,m);
}

3.2 全局变量与全局静态变量区别

1. 若程序由一个源文件构成时，全局变量与全局静态变量没有区别。
2. 若程序由多个源文件构成时，全局变量与全局静态变量不同：全局静态变量使得该变量成为定义该变量的源文件所独享，即：全局静态变量对组成该程序的其它源文件是无效的。
3. 具有外部链接的静态，可以在所有源文件里调用，除了本文件，其他文件可以通过extern的方式引用。

4. 本地静态变量

4.1 静态本地变量是什么？

在本地变量定义时加上static变成静态本地变量。

4.2 静态本地变量有什么特点？

当函数离开时，静态本地变量会继续存在并保存其值。

int inc(){
    static int n = 1;
    n = n + 1;
    return n;
}
int main(){
    printf("%d\n",inc());
    printf("%d\n",inc());
    printf("%d\n",inc());
}

静态本地变量的初始化在第一次进入函数时执行，以后进入函数会保持离开的值。
静态本地变量是特殊的全局变量，具有全局生存周期和局部作用域。

5. 总结

5.1 变量的作用域和生命期

• 作用域
  变量或函数在运行时候的 有效作用范围 。
• 生命期
  变量或函数在运行时候的没被销毁回收的存活时间。

No.	分类	作用域	生命期
1	局部变量	所在代码块内	所在函数结束
2	全局变量	所有文件内	程序执行结束
3	静态局部变量	所在代码块内	程序执行结束
4	静态全局变量	当前文件内	程序执行结束
5	普通函数	所有文件内	-
6	静态函数	当前文件内	-

---

6. static关键字小结：

static在C语言里面既可以修饰变量，也可以修饰函数。

• static变量：

  1. 静态局部变量：在函数中定义的，生命周期是整个源程序，但是作用域和局部变量没区别。
     只能在定义这个变量的函数范围内使用，而且只在第一次进入这个函数时候被初始化，之后的初始化会跳过，并保留原来的值。退出这个函数后，尽管这个变量还在，但是已经不能使用了。

  2. 静态全局变量：全局变量本身就是静态存储的，但是静态全局变量和非静态全局变量又有区别：

     1. 全局变量：变量的作用域是整个源程序，其他源文件也可以使用，生命周期整个源程序。
     2. 静态全局变量：变量的作用域范围被限制在当前文件内，其他源文件不可使用，生命周期整个源程序。

• static函数（内部函数）：
  只能被当前文件内的其他函数调用，不能被其他文件内的函数调用，主要是区别非静态函数(外部函数)。

不对外公开的函数和全局变量
在函数前面加上static就使它成为只能所在编译文件中使用的函数。
在全局变量前加上static使它成为只能所在编译文件中使用的全局变量。

7. 最佳实践

7.1 不要返回本地变量的指针

1. 返回本地变量的地址是危险的。
2. 返回全局变量或静态本地变量的地址是安全的。
3. 返回函数内的动态内存是安全的，但注意要记得释放。
4. 最好的做法是返回传入的指针。

7.2 慎用静态变量

不要使用全局变量在函数间传递参数和结果。
尽量避免使用全局变量。
使用全局变量和静态本地变量的函数是不可重入的，是线程不安全的。

• 如何解决返回局部数据的问题？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void print_array(int arr[],int n){
    for(int i=0;i<n;++i){
        printf("%d ",arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int* scanf_array(int* n){
    scanf("%d",n);
    int* arr = (int*)malloc(*n*sizeof(int));
    for(int i=0;i<*n;++i){
        scanf("%d",&arr[i]);
    }
    return arr;
}
int main(){
    int n;
    int *arr = scanf_array(&n);
    print_array(arr,n);
    free(arr);
}