013__作用域(空间)

[ 基本难度系数 ]:★★☆☆☆

一、基本概念

C语言中，标识符都有一定的可见范围，这些可见范围保证了标识符只能在一个有限的区域内使用，这个可见范围，被称为作用域（scope）。

软件开发中，尽量缩小标识符的作用域是一项基本原则，一个标识符的作用域超过它实际所需要的范围时，就会对整个软件的命名空间造成污染，导致一些不必要的名字冲突和误解。

例子：你在一个工程里，定义了一个全局变量int num,那么接下来工程里面所有的区域，你都将要注意，定义变量时，不能和其产生冲突或者误解

二、函数声明作用域

概念：在函数的声明式中定义的变量，其可见范围仅限于该声明式。
要点：

- 变量 num1 和 num2 只在函数声明式中可见。
- 变量 num1 和 num2 可以省略，但一般不这么做，它们的作用是对参数的注解。

示例代码：

#include <stdio.h>
extern int func1(int num1, int num2);    // 变量只作用在这一行
extern int func2(int, int);              // 上面的语句可以写成这样，但一般不建议，因为变量名可以为我们提供参考int main(int argc, char const *argv[])
{num1 = 100;  /*会报错：main.c:18:5: error: ‘num1’ undeclared (first use in this function) 原因：1、你真的没有定义这个变量num12、你定义了，但是num1变量，没能作用在你现在处在的内存区域*/
}

三、局部作用域

概念：在代码块中定义的变量，其可见范围从其定义处开始，到代码块结束为止。
要点：

- 代码块指的是一对花括号 { } 括起来的区域。
- 代码块可以嵌套包含，外层的标识符会被内嵌的同名标识符临时掩盖变得不可见。
- 代码块作用域的变量，由于其可见范围是局部的，因此被称为局部变量。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{int num2 = 100;                  // 存储与栈空间，作用于本函数(main)的{}括号里面{ int num2 = 200;             // 存储与栈空间，作用于包括它的{}括号里面{int num2 = 300; num2 = 666;             // 优先使用最靠近它的{}括号(外层的标识符会被内嵌的同名标识符临时掩盖变得不可见)printf("num2(第三层) = %d\n", num2); }printf("num2(第二层) = %d\n", num2); }printf("num2(第一层) = %d\n", num2);    // printf函数因为在main函数的{}括号里，所以其打印的是作用范围在main函数的{}括号里num2变量}

四、全局作用域

概念：在代码块外定义的变量，其可见范围可以跨越多个文件。
要点：

- 全局变量作用域在整个程序中，因此称其为全局变量
- 如果a文件想要访问b文件的全局变量，需要在a文件函数体外，使用extern关键字在变量前面进行修饰
- 如果一个文件里的全局变量，只想作用于本文件，则在其前面加上static即可

示例代码：
main.c文件

#include <stdio.h>
// 全局变量定义
int num3;                                // 存储与数据段的bss段中， 普通全局变量，跨文件可见(整个工程的文件都可以看到这个变量)
int num4 = 400;                          // 存储与数据段的data段中，普通全局变量，跨文件可见(整个工程的文件都可以看到这个变量)
static int num5;                         // 存储与数据段的bss段中， static全局变量，本文件可见(工程的其它文件不可以看到这个变量)
static int num6 = 600 ;                  // 存储与数据段的data段中，static全局变量，本文件可见(工程的其它文件不可以看到这个变量)// 全局函数声明
extern void a_func_1(void);              // 代码区(没有内存空间，只是一段跳转地址)int main(int argc, char const *argv[])
{num3 = 333;num4 = 444;printf("num3 = %d\n", num3);printf("num4 = %d\n", num4);// a_func_1();/*报错：a.c:(.text+0x27): undefined reference to `num5'a.c:(.text+0x31): undefined reference to `num5'原因：num5和num6由于在其它文件(a.c)不可见，其它文件(a.c)又调用了，这样会报错了*/
}

a.c文件

#include <stdio.h>
/*说明：对于函数：extern可以省略的，依然还是表示函数声明(因为你可以轻而易举的区分出谁是定义，谁是声明(有多条语句的就是定义，只有一条语句并且还有结束符;号的就是声明))对于全局变量：extern不可以省略的，因为可能会将其当成定义来对待(尤其是你没有初始化的时候)总结(给大家的建议)：不论是函数，还是全局变量，都用extern来声明，不要省略不写*/
// 全局变量声明
extern int num3;    // 代码区，在本文件可见
extern int num5;    // 代码区，在本文件不可见(因为main函数使用static进行了修饰，掩盖了这个变量，所以找不到了)// 全局函数定义
void a_func_1(void) // 既是在代码区(代码文本+跳转地址)，又在栈区(函数的具体内容)
{num3 = 100;printf("num3 = %d\n", num3);num5 = 555;printf("num5 = %d\n", num5);
}

五、作用域的临时掩盖

如果有多个不同的作用域相互嵌套，那么小范围的作用域会临时 “遮蔽” 大范围的作用域中的同名标识符，被 “遮蔽” 的标识符不会消失，只是临时失去可见性。

示例代码：

int a = 100;// 函数代码块1
int main(void)
{printf("%d\n", a); // 输出100int a = 200;printf("%d\n", a); // 输出200// 代码块2 {printf("%d\n", a); // 输出200int a = 300;printf("%d\n", a); // 输出300}printf("%d\n", a); // 输出200
}void f()
{printf("%d\n", a); // 输出100
}

六、static关键字

C语言的一大特色，是相同的关键字，在不同的场合下，具有不同的含义。static关键字在C语言中有两个不同的作用：

将可见范围设定为标识符所在的文件：

- 修饰全局变量：使得全局变量由原来的跨文件可见，变成仅限于本文件可见。
- 修饰普通函数：使得函数由原来的跨文件可见，变成仅限于本文件可见。

将存储区域设定为数据段：

- 修饰局部变量：使得局部变量由原来存储在栈内存，变成存储在数据段。

示例代码：

      int a; // 普通全局变量，跨文件可见
static int b; // 静态全局变量，仅限本文件可见void f1()        // 普通函数，跨文件可见
{}static void f2() // 静态函数，仅限本文件可见
{}int main()
{int c; // 普通局部变量，存储于栈内存static int d; // 静态局部变量，存储于数据段
}