C语言中的变量

本文主要用以解释以下问题：

1）automatic variable（自动变量） 和 static variable（静态变量）的区别？
2）static变量放在function内部和外部的区别？
3）definition（定义）和declaration（声明）有什么区别？

1：什么是variable（变量）

变量有以下这两个定义：

A program variable is an abstraction of a computer memory cell or collection of cells;
A variable can be characterized as sextuple of attributes: name, address, value, type, lifetime, scope

搞清这点，尤其是第二点，对后面理解变量之间的差异至关重要。

2：variable types（变量类型）

你的第一反应可能是int、char？double？不，这些都不是，这些是data types（数据类型）。C语言的变量类型主要有两种：

local variables （局部变量）
global variables （全局变量）

而extern、static又是什么呢？storage classes，可以翻译成存储类别。

3： auto（automatic）变量

auto variable，经常有人翻译成自动变量。
auto is the default variable for all local variables.
记住一句话，所有的local variables都是auto variables。

4：register变量

寄存器变量，首先还是局部变量。
Register is used to define local variables that should be stored in a register instead of RAM.
利用寄存器变量可以快速完成的变量的存取。从寄存器取数显然要比从内存中快！但是，它有两个很严重的限制：

1) maximum size equal to the register size;
2) cannot have ‘&’ operator applied to it(it has no memory location).

5：全局变量

通俗的说法是，定义在函数外部的变量为全局变量。全局变量可以为本project中其他函数所共用，它的有效范围从定义变量的位置开始到本源文件结束。建立全局变量的作用是增加了函数间数据联系的渠道。

extern关键字可以将全局变量的作用域扩展至其他源程序。在应用之前用关键字extern对该变量作‘外部变量声明’。表示该变量是一个已经定义了的全局变量。有了此声明，就可以从声明处起，合法的调用该外部变量。

与static全局变量的区别：通常static全局变量应用于程序中希望某些全局变量只限于被本文件引用，而不能被其他文件引用。即static全局变量的作用域只在本文件。

6： static变量

静态变量，对于大多数人它的迷惑性是函数外的static和函数内的static有什么区别？

定义：static is the default storage class for global variables.

即所有未加修饰的local variable都是auto的，而所有未加修饰的global variable都是static的！看下面的代码;

static int Count;  int Road;int main()  {      printf("%d\n", Road);      return 0;} 

这两个变量都是static的（一个静态全局变量，一个全局变量）！因为没有被初始化，他们存放在bss区，并且将被自动初始化为0。

但是，如果static放在函数内部会有什么区别呢？
还记得刚开始提到变量的sextuple吗？也就是name, address, value, type, lifetime, scope。
区别在于scope（作用域）。如果static放在function外面，那么就具有全局作用域。如果放在函数内部，就只有局部作用域。但不管是局部static还是全局static，他们的lifetime（生命周期）都是一样的，一直持续到整个源程序的结束。

一个可能经常会考察到的例子：

char *func(void);  main()  {     char *Text;     Text = func();  }  char *func(void)  {     /*case 1: */      char Text1[10]="martin";     /*case 2: */      static char Text2[10]="martin";     return(Text1);  }  

试想，如果执行case 1的情况会return什么？不确定！想想变量的lifetime。在case 1中 char *Text是自动（局部）变量，return过后随即就被清除，所以返回什么不确定！但是case 2中，static char *Text2的lifetime是整个程序的执行过程，当然会正常返回！这一点经常被考察，其实就是考你生命周期和存储位置的相关知识。

7：extern变量

在解释extern之前，先得把一个变量或函数的definition和declaration了解清楚！

Definition means a variable or function is defined in reality and actual memory is allocated.
Declaration means just giving a reference of a variable or function.

声明和定义都规定了变量的类型，名字，区别主要在于定义是分配了空间，声明只是对编译器说：这个变量或函数在其它地方已经定义过，并且将在连接时提供给你。

Extern is used to give a reference of a global variable that is visible to ALL program files.

注意是global，凡是带extern的都不能被初始化(When you use ‘extern’ the variable cannot be initalized as all it does is point the variable name at a storage location that has been previously defined.)若初始化，将变成定义了，可能与你原本的意图（引用但不改变其值相违背）。因为在别处已经定义好了，extern只是把它引用过来罢了！

本文主要参考自：http://blog.csdn.net/blitzskies/article/details/42499901