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C/C++中extern和static

  本篇博文主要是记录一下自己肤浅的理解,同时帮助跟我一样正在学习过程中的同伴。请大佬们指出文中不妥之处,万分感谢!
  相信学习C/C++语言的小白对extern并不陌生,根据自己的学习,和大家交流一下extern的相关知识

1 extern概念

  extern是C/C++中的一个关键字,主要是针对变量和函数而言。
  这里只讨论变量。

2 extern作用

   extern用于声明外部变量。提到这里,就不得不说一下声明和定义两个概念。

2.1 变量声明

  声明:用于向程序表明变量的类型和名字。声明不分配内存空间。

2.2 变量定义

  定义:给变量分配内存空间,还可以给变量赋初始值。

变量可以有多次声明,但是有且只能有一次定义
定义也是声明,但是extern声明不是定义,也不分配内存空间,除非给extern变量赋初值时才是定义

2.3 声明和定义举例

(1)未初始化

int i;  //声明,也是定义,只不过没有初始化
extern int i;  //声明,不是定义

(2)初始化

extern int i = 666;  //有初始化,定义

3 为什么使用extern

  比如说有a.c, b.c两个源文件和一个c.h头文件,当一个变量在a.c, b.c多个源文件中同时使用时,如果把变量在头文件c.h中定义,每个*.c文件都包含c.h这个头文件,这样编译器会提示变量多次定义的错误。
  怎么来避免这个错误呢,就该extern出场了。在一个源文件里定义这个变量,其他源文件使用这个变量时用extern声明这个变量为外部变量。

4 怎么使用extern

4.1 基本数据类型定义变量

  用基本数据类型定义变量时,只需在一个源文件里定义这个变量,其他源文件使用这个变量时用extern声明这个变量为外部变量。例如:

  在a.c中定义的变量b.c中要使用

/*a.c*/
#include<stdio.h>

int age;
int main()
{
    age = 18;

    printf("I am %d years old", age);
    return 0;
}
/*b.c*/
#include<stdio.h>

extern int age;  //声明为外部变量
int main()
{
    age = 19;

    printf("I am %d years old", age);
    return 0;
}

4.2 自定义类型定义变量

  若是自定义变量,比如结构体,结构体一般是在头文件中定义,那么两个源文件都要包含这个头文件。例如:

/*a.h*/

#pragma once

typedef struct _student
{
    char name[20];
    int age;
}student;
/*a.c*/

#include<stdio.h>
#include"a.h"    //要包含头文件

student stu;

int main()
{
    stu->age = 18;
    printf("I am %d years old", stu->age);

    return 0;
}
/*b.c*/

#include<stdio.h>
#include"a.h"    //也要包含头文件

extern student stu;

int main()
{
    stu->age = 19;
    printf("I am %d years old", stu->age);

    return 0;
}

5 static

  static用于定义静态变量。既可以修饰全局变量,又可以修饰局部变量;既可以用于面向过程程序设计,也可以用于面向对象程序设计。面向过程和面向对象使用static关键字有不同。
  static修饰的静态变量,不管是全局静态变量还是局部静态变量,都是放在全局数据区

5.1 面向对象的static

5.1.1 局部静态变量

  static修饰局部变量:该局部静态变量的生命周期在整个程序运行期间都有效,所有的文件都可以访问。
例如:

//example
#include<stdio.h>

int func(int a)
{
    static int c = 2;
    c += a;
    return c;
}

int main()
{
    int a = 1, b;
    b = func(a++);
    printf("b:%d", b);
    b = func(a++);
    printf("b:%d", b);
    return 0;
}

  在函数体内定义变量,变量的作用域仅限于该函数体的一次执行,因为当程序运行到该语句时在在上分配内存,函数该函数体运行完后,该变量的内存会被自动释放。这样,如果我们第二次使用改变量要在第一次使用的基础上时,就出现了问题。
  static关键字正好解决了这一问题,上面也提到过,static关键字修饰的变量存储在全局数据区,可以一直在原来的技术上使用该局部静态变量。

局部静态变量有以下特点:
1 局部静态变量在全局数据区分配内存;
2 局部静态变量在程序执行到该变量的声明处时被首次初始化,以后使用不再初始化;
3 局部静态变量一般在声明处被初始化,如果没有显式初始化,会被默认初始化为0;
4 它始终在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域仍为局部作用域,当其所在函数或语句块结束时,其随之结束。

5.1.2 全局静态变量

  static修饰全局变量:该全局静态变量作用域只限于本文件,其他文件不能访问。也即在其他文件中定义一个相同名字的变量,编译器不会报错。
例如:

/*file1*/

#include<stdio.h>

static int age;  //声明为外部变量
int main()
{
    age = 19;

    printf("I am %d years old", age);
    return 0;
}

/*file2*/

#include<stdio.h>

extern int age;  //声明为外部变量
int main()
{
    age = 19;

    printf("I am %d years old", age);
    return 0;
}

  这两个文件编译都没问题,但是运行的时候就会出现错误。将file1中的static int age; 改为int age;之后,两个文件都可编译运行了。
  所以,静态全局变量不能被其他文件引用

参考C语言中声明和定义详解, extern使用方法总结

posted on 2019-04-26 13:42 shell_nut 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏