19-static和extern关键字2-对变量的作用

一、在Java中，全局变量的定义没有严格的位置规定

全局变量可以定义在类的最前面，也可以定义在类的最尾端，也就说一个方法可以访问在它之后定义的变量。

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可以看到，第4行定义的test方法可以访问第8行定义的变量a，这是完全没有问题的。

二、在C语言中，全局变量定义的位置是有限制的

默认情况下，一个函数不可以访问在它后面定义的全局变量

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在第4行定义的main函数中尝试访问第9行定义的变量a，编译器直接报错了。

解决这个错误的话，有2种办法：

第1种办法：将变量a定义在main函数的前面

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这样做编译器就不会找你麻烦了。

第2种办法：在main函数前面对变量a进行提前声明

也就是让main函数知道变量a的存在就行了，至于变量a定义在哪个位置，main函数不用管。

• 完整的变量声明需要用extern关键字

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第3行是对变量a进行声明，第10行是定义变量a，再次强调，声明和定义是两码事。在第6行操作的就是第10行定义的变量a。

注意：你不能省略第10行的定义，只留下第3行的声明，因为extern是用来声明一个已经定义过的变量。

三、重复定义同一个变量

• 其实，你也可以直接在main函数前面再定义一次a

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看到这一幕，你可能很惊讶，但编译器是不会报错的。在这种情况下，第3行和第10行的变量a代表着同一个变量。

• 以此类推，如果我们写了无数遍全局变量int a;，它们代表的都是同一个变量。

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第3到第6行、第13到第17行的变量a都代表着同一个变量。

• 还要注意的一点是，我们也可以将全局变量a声明为局部变量后再使用！！！

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注意：第2、第5、第6、第10行都代表着同一个变量。其实，从第6行a的颜色(浅蓝色)都可以看出，这个a依然是个全局变量。

(这是Xcode的特性，如果在函数内部访问了全局变量，全局变量就会显示浅蓝色，如果函数内部访问的是局部变量，局部变量就显示普通的黑色。当然，不同的开发工具有不同的显示方案)

• 但是，如果你将第5行的extern去掉，那情况就完全不一样了，相信有编程经验的你都懂得这是什么情况了

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第2、第10行代表着同一个全局变量，而第5、第6行则是一个局部变量，跟外面的那个全局变量没有半毛钱的关系。其实从第5、6行a的颜色(黑色)都可以看出是个局部变量。

四、不同源文件中的同名变量

前面讲到，你在一个源文件中无论写多少遍全局变量int a;，它们代表的都是同一个变量。还有一个事实，假如在另一个源文件中也有全局变量int a;，那么这两个源文件的所有全局变量int a;都代表着同一个变量。

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注意：main.c和test.c中的全局变量a都代表着同一个变量。

我们可以证明一下：

首先，在test.c中定义一个函数来查看a的值

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然后在main.c的第9行修改a的值为10，然后调用test.c的test函数看看test.c中a的值

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控制台的输出test.c中a为：10 已经证明了一切。

• 当然，extern关键字还是适用的，比如:

  
  QQ20200528-175434.png

上面的两种情况下，test.c和main.c中使用的全局变量a都还是代表着同一个变量

注意了，不可以两个文件的所有全部变量a都用extern，下面的做法是错误的：

QQ20200528-175450.png

因为extern是用来声明一个已经定义过的变量，这两个文件都是在声明变量，没有人定义变量，在链接的时候肯定报错：

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大致错误意思是：标示符a未定义

五、static关键字

但很多时候，我们并不想让源文件中的全局变量跟其他源文件共享，相当于私有的全局变量，那么你就得用static关键字来定义变量。

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这样写完，test.c和main.c的变量a分别代表着不同的变量，它们是没有联系的、互不干扰的。也就是说，main.c无法访问test.c中的变量a，因此在main.c中将a修改为10后，test.c中的a依然为0。输出结果：test.c中a的值为：0 。

其实static还可以用来修饰局部变量。

• 因为main.c已经没有权限访问test.c中的变量a了，所以下面的写法是错误的：

  
  QQ20200528-180202.png

extern是用来声明已经定义过而且能够访问的变量，虽然test.c中有定义过变量a，但是test.c中变量a的作用域是只限于test.c文件，main.c没有访问权限，所以main.c中的extern是废的。

链接的时候报错：标示符a未定义

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除非main.c自己定义一个变量a，这样子extern才是有效的，不过这时候main.c和test.c中的变量a是分别代表着不同变量

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六、static和extern的总结

1.extern可以用来声明一个全局变量，但是不能用来定义变量

2.默认情况下，一个全局变量是可以供多个源文件共享的，也就说，多个源文件中同名的全局变量都代表着同一个变量

3.如果在定义全局变量的时候加上static关键字，此时static的作用在于限制该全局变量的作用域，只能在定义该全局变量的文件中才能使用，跟其他源文件中的同名变量互不干扰

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七、程序实现

01-static和extern对变量的作用2

void static_and_extern_effects_on_functions_2(void) {
    
    /*
     全局变量分2种：
     外部变量：定义的变量能被本文件和其他文件访问
     1> 默认情况下，所有的全局变量都是外部变量
     1> 不同文件中的同名外部变量，都代表着同一个变量
     
     内部变量：定义的变量只能被本文件访问，不能被其他文件访问
     1> 不同文件中的同名内部变量，互不影响
     
     static对变量的作用：
     定义一个内部变量
     
     extern对变量的作用：
     声明一个外部变量
     
     static对函数的作用：
     定义和声明一个内部函数
     
     extern对函数的作用：
     定义和声明一个外部函数（可以省略）
     */
    
    
    /*
     void test(void);

     // 定义一个外部变量
     //int a; 这么多个a都是代表同一个a
     //int a;
     //int a;
     //int a;
     //int a;

     // 定义一个内部变量
     static int b;

     // 声明一个外部变量
     //extern int a;
     */
    
    
    /*
     // b = 10;
     //test();
     extern int a;
     a = 10;
     
      a = 10;
      test();
      printf("a的值是%d\n", a);
     */
    
    
    /*
     int a;
     static int b;
     void test() {
         printf("b的值是%d\n", b);
         printf("a的值是%d\n", a);
         a = 20;
     }
     */
    
}

02-递归

int recursive_practice_pow2(int b, int n);
void recursive_practice(void) {
    
    /*
     设计一个函数，用来计算b的n次方
     
     递归的2个条件：
     1.函数自己调用自己
     2.必须有个明确的返回值
     */
    
    int c = recursive_practice_pow2(3, 2);
    printf("c = %d\n", c);
}

/*
 recursive_practice_pow2(b, 0) == 1
 recursive_practice_pow2(b, 1) == b == recursive_practice_pow2(b, 0) * b
 recursive_practice_pow2(b, 2) == b * b == recursive_practice_pow2(b, 1) * b
 recursive_practice_pow2(b, 3) == b * b * b == recursive_practice_pow2(b, 2) * b
 
 1> n为0，结果肯定是1
 2> n > 0，recursive_practice_pow2(b, n) == recursive_practice_pow2(b, n-1) * b
 */

int recursive_practice_pow2(int b, int n) {

    if (n <= 0) return 1;
    return recursive_practice_pow2(b, n-1) * b;
}


/*
int recursive_practice_pow2(int b, int n) {
    // 用来保存计算结果
    int result = 1;
    
    //result *= b;
    //result *= b;
    //result *= b;
    //result *= b;
    //....
    
    //n次
    
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        
        result *= b;
    }
    
    return result;
}
 */

03-static与局部变量

void static_and_local_variables_test() {
    
    static double pi = 3.14;
    double zc = 2 * pi * 10;
    printf("zc = %f\n", zc);
    
    int a = 0;
    a++;
    printf("a的值是%d\n", a); // 1
    
    /*
     static修饰局部变量：
     1> 延长局部变量的生命周期：程序结束的时候，局部变量才会被销毁
     2> 并没有改变局部变量的作用域
     3> 所有的static_and_local_variables_test函数都共享着一个变量b
     */
    static int b = 0;
    b++;
    printf("b的值是%d\n", b); // 3
}
void static_and_local_variables(void) {
    
    /*
     static修饰局部变量的使用场合：
     1.如果某个函数的调用频率特别高
     2.这个函数内部的某个变量值是固定不变的
     */
    
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        static_and_local_variables_test();
    }
    
    static_and_local_variables_test();
    static_and_local_variables_test();
    static_and_local_variables_test();
}