• 在C語言中變量和函數(shù)有數(shù)據(jù)類型和存儲類型兩個屬性，因此變量定義的一般形式為：存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量名表；

C語言提供了一下幾種不同的存儲類型：

（1） 自動變量（auto）

（2） 靜態(tài)變量（static）

（3） 外部變量（extern）

（4） 寄存器變量（register）

下面一個一個介紹：

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外部變量（全局變量）extern----全局靜態(tài)存儲區(qū)

定義 引用性聲明

標(biāo)準(zhǔn)定義格式：extern 類型名 變量名；

如果在所有函數(shù)之外定義的變量沒有指定其存儲類別，那么它就是一個外部變量，它的作用域是從它的定義點到本文件的末尾（在單個源文件中的確是這樣，如果有多個源文件，全局變量的作用范圍不是從變量定義處到該文件結(jié)尾，而是在其他文件中也有效），但是如果要在定義點之前或者其他文件中使用它，那么就需要使用關(guān)鍵字extern對其進(jìn)行聲明（注意不是定義，編譯器并不為其分配內(nèi)存）

• 總結(jié)說也就是，函數(shù)之外沒有指定存儲類別的，一般是外部變量，作用域是定義位置到文件末尾。但是要在其他文件中使用需要extern聲明，不分配內(nèi)存。

舉例說明：

具體實現(xiàn)步驟如下：

在 file1.c 文件中定義全局變量 count：int count = 0;在 file2.c 文件中使用 extern 聲明 count 變量：extern int count;

這樣，在 file2.c 文件中就可以訪問 count 變量了，而不需要重新定義它。在編譯時，兩個源文件將被鏈接起來，共享同一個 count 變量。

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注意：extern int i 是聲明，但是初始化賦值就是定義了。

extern int i; //是聲明，不是定義，沒有分配內(nèi)存
int i; //是定義

如果在聲明的時候給變量賦值，那么就和去掉extern直接定義變量賦值是等價的

extern int a = 10;//盡量不要寫這種定義方式
int a = 10;//上述兩條語句等價

盡量不要這樣寫，這樣就分配內(nèi)存空間了

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?易錯點：函數(shù)之外未定義的變量一般是外部變量 extern

也就是說一般沒指定存儲類別的變量咱們常見的是extern定義的，也就是說 全局變量是聲明，局部變量(函數(shù)變量)是定義！ ，區(qū)別在于占用空間。

舉例如下：

//說一般沒指定存儲類別的變量咱們常見的是extern定義的，也就是說 **`全局變量是聲明，局部變量(函數(shù)變量)是定義！`** ，區(qū)別在于占用空間。
#include<stdio.h>//全局變量
int a;
int a;  //函數(shù)外邊，相當(dāng)于extern聲明??  ，聲明可以??????int main()
{int b;int b;  //函數(shù)內(nèi)部，相當(dāng)于局部變量。相當(dāng)于auto int b；定義只能一次。會報錯return 0;
}

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全局變量 與 局部變量的區(qū)別

Tips:
定義：表示創(chuàng)建變量或分配存儲單元
聲明：說明變量的性質(zhì)，但并不分配存儲單元

extern int i; //是聲明，不是定義，沒有分配內(nèi)存
int i; //是定義

如果在聲明的時候給變量賦值，那么就和去掉extern直接定義變量賦值是等價的

extern int a = 10;//盡量不要寫這種定義方式
int a = 10;//上述兩條語句等價

（注意上面的不同語句對聲明和定義的區(qū)分，對源文件中的局部變量來說是成立的（也就是.c文件），而對于源文件中的全局變量（外部變量）int a和在頭文件中的int a就不能用上面的語句來解釋聲明和定義的區(qū)別）

補充：定義和聲明的一個小坑，對于int a;來說，在源文件中，如果是全局變量的話就是聲明，如果是局部變量的話就是定義

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?? 謹(jǐn)記：聲明可以多次，定義只能一次

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extern的生存周期

extern 關(guān)鍵字只是聲明一個變量，它并不會直接創(chuàng)建變量的實體，因此沒有生命周期的概念。

具體來說，extern 只是向編譯器聲明某個變量已經(jīng)在別處定義過，讓編譯器在編譯時知道這個變量的存在。這樣，在鏈接階段，編譯器就能夠?qū)⑺杏玫皆撟兞康拇a與它的定義進(jìn)行鏈接，從而使得程序能夠正常運行。

因此，extern 聲明的變量的生命周期與其定義的實體的生命周期是一致的，即它們都是在程序運行期間一直存在的。這意味著，如果一個全局變量在某個文件中被定義為 extern，那么它的生命周期將與整個程序的生命周期相同，只要程序運行，該變量就一直存在。

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靜態(tài)存儲類— static

定義

• 在 C 語言中，可以使用 static 關(guān)鍵字來定義靜態(tài)存儲類變量或函數(shù)。

對于靜態(tài)存儲類變量，static 關(guān)鍵字用于改變變量的存儲位置和作用域。具體來說，使用 static 定義的變量存儲在靜態(tài)存儲區(qū)中，具有靜態(tài)持續(xù)性，即使函數(shù)返回，它的值也會保留。而且，static 變量只能在當(dāng)前文件中訪問，不能被其他文件訪問。

• 定義格式：static 類型符 變量名稱 = 初始值;

舉例：

#include <stdio.h>void func(void);static int count = 10; // 定義靜態(tài)存儲類變量int main()
{while (count--){func();}return 0;}
void func(void)
{static int i = 5; // 定義靜態(tài)存儲類變量i++;printf("i is %d and count is %d\n", i, count);
}

在上面的代碼中，count 和 i 都是靜態(tài)存儲類變量，它們的值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。同時，count 只能在當(dāng)前文件中訪問，而 i 只能在 func() 函數(shù)中訪問。

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?易錯點：static 變量的值只會在第一次初始化時被賦值，之后在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。

舉例說明：

#include <stdio.h>void func(void);int main()
{for (int i = 0; i < 5; i++){func();}return 0;
}void func(void)
{static int i = 5; // 定義靜態(tài)存儲類變量 staticint j = 5; // 定義自動存儲類變量 auto i++; // 對靜態(tài)變量進(jìn)行自增j++; // 對自動變量進(jìn)行自增printf("i is %d and j is %d\n", i, j);
}

在上面的示例中， func() 函數(shù)中定義了一個靜態(tài)變量 i 和一個自動變量 j。在 func() 函數(shù)的每次調(diào)用中，i 的值都會自增1，而j 的值則會在每次調(diào)用中被初始化為5，然后自增1。

運行程序，執(zhí)行效果如下：

i is 6 and j is 6
i is 7 and j is 6
i is 8 and j is 6
i is 9 and j is 6
i is 10 and j is 6

可以看到，static 變量 i 的值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變，并且在每次調(diào)用時自增1，而自動變量 j 的值在每次調(diào)用時都會被重新初始化為5，然后自增1。

這說明了 static 變量的值不會改變的原因是因為它們具有靜態(tài)存儲期和靜態(tài)鏈接性。

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如果定義為全局靜態(tài)變量也不會變，還是會保持值，不會被初始化。

#include <stdio.h>void func(void);
static int i = 5; // 定義靜態(tài)存儲類變量 static
int main()
{for (int i = 0; i < 5; i++){func();}return 0;
}void func(void)
{int j = 5; // 定義自動存儲類變量 auto i++; // 對靜態(tài)變量進(jìn)行自增j++; // 對自動變量進(jìn)行自增printf("i is %d and j is %d\n", i, j);
}

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不會變化的具體原因是：

static 定義的變量值不會變化的具體原因是因為：

1. 靜態(tài)存儲期：static 變量被分配在靜態(tài)存儲區(qū)中，該區(qū)域的變量在程序運行期間一直存在，而不是像局部變量一樣在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后銷毀。
2. 靜態(tài)鏈接性：static 變量具有靜態(tài)鏈接性，只能被定義它的源文件內(nèi)的函數(shù)訪問，其他文件無法訪問。
3. 變量只被初始化一次：static 變量只被初始化一次，在其它時刻，只是在其原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。因此，變量的值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。

綜上所述，static 變量值不會改變的原因是因為它們具有 靜態(tài)存儲期和靜態(tài)鏈接性，以及變量只被初始化一次，所以在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。

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這個易錯點很重要，也是static的特別之處。特點。

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static的生存周期— 取決于程序運行周期，不僅僅在函數(shù)調(diào)用期間

static 定義的變量有靜態(tài)存儲期，意味著它們在程序運行期間一直存在，直到程序結(jié)束才被銷毀。在函數(shù)內(nèi)部，static 定義的變量只會被初始化一次，在其它時刻，只是在其原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，因此其值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。

具體來說，static 定義的變量的生存周期取決于其定義位置。如果在函數(shù)內(nèi)部定義了 static 變量，則該變量的生存周期為整個程序的運行期間，而不是僅在函數(shù)調(diào)用期間。

舉例：

#include <stdio.h>void test()
{static int i = 0;printf("i = %d\n", i);i++;
}int main()
{for (int j = 0; j < 3; j++){test();}return 0;
}

在這個示例中，test() 函數(shù)內(nèi)部定義了一個 static 變量 i，并在每次調(diào)用 test() 函數(shù)時輸出 i 的值。由于 i 是 static 變量，所以它的值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變，并且在每次調(diào)用時自增1。

運行程序如下：

i = 0
i = 1
i = 2

可以看到，i 的值在函數(shù)調(diào)用之間保持不變，每次調(diào)用時自增1，這說明了 static 變量的生存周期是整個程序的運行期間，而不是僅在函數(shù)調(diào)用期間。

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下面總結(jié)下區(qū)別 ： 對比記憶

extern與static的作用域和周期的不同

extern 和 static 是 C 語言中的兩個關(guān)鍵字，它們在變量的作用域和生命周期上有很大的不同。

作用域：

• extern 關(guān)鍵字用于聲明外部變量，也就是在一個源文件中定義，而在另一個源文件中聲明。外部變量具有全局作用域，也就是說，它們的作用域不限于定義它們的函數(shù)或代碼塊。

• static 關(guān)鍵字用于定義靜態(tài)變量，靜態(tài)變量的作用域僅限于定義它們的函數(shù)或代碼塊，也就是說，它們只能在其定義的代碼塊中訪問。

周期：

• extern 關(guān)鍵字用于聲明外部變量，其定義和初始化在另一個源文件中進(jìn)行。因此，外部變量的生命周期和作用域是整個程序的運行期間，也就是說，它們在程序開始時創(chuàng)建，在程序結(jié)束時銷毀。

• static 關(guān)鍵字用于定義靜態(tài)變量，靜態(tài)變量的生命周期是整個程序的運行期間。在函數(shù)內(nèi)部定義 static 變量，這個變量只會被初始化一次，然后在函數(shù)調(diào)用之間保持不變。

綜上所述，extern 和 static 關(guān)鍵字定義的變量的作用域和生命周期都有所不同，需要根據(jù)具體的需求來選擇使用哪個關(guān)鍵字來定義變量。

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因此，你可以這樣理解：

• extern 關(guān)鍵字聲明的變量可以在整個程序中訪問，它的生命周期和作用域是全局的，直到程序結(jié)束時被銷毀。

• static 關(guān)鍵字定義的變量只能在同一個源文件中訪問，它的生命周期是整個程序的運行期間，但作用域是局部的，只能在定義它的函數(shù)或代碼塊中訪問，直到程序結(jié)束時被銷毀。

• 還有個不同之處是 extern是聲明，static是定義。 這取決于extern的特殊性

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auto 自動存儲類別— 默認(rèn) — 動態(tài)存儲

在 C 語言中，auto 存儲類型是默認(rèn)的存儲類型，如果沒有顯式地指定存儲類型，則變量會被默認(rèn)為自動存儲類型。

舉例：在函數(shù)內(nèi)部定義一個自動變量：

void myFunction() {auto int x = 0;// ...
}

自動存儲類型的變量會在定義它的函數(shù)或代碼塊中被創(chuàng)建，當(dāng)函數(shù)或代碼塊執(zhí)行完畢時，自動存儲類型的變量也會被銷毀。這意味著，變量的生命周期僅限于它所在的函數(shù)或代碼塊內(nèi)部，不能被其他函數(shù)或代碼塊訪問。

在上述代碼中，變量 x 被定義為自動存儲類型。它的作用域和生命周期僅限于函數(shù) myFunction() 中，在函數(shù)執(zhí)行完畢后會被銷毀。

• 需要注意的是，在 C 語言中，使用 auto 聲明變量時，不能同時給出變量的存儲類別說明符，例如不能將 auto 與 static 或 extern 同時使用，因為這樣會產(chǎn)生二義性。

• 不賦初值的話，隨機值

• 不專門聲明為 static 存儲類別，都是動態(tài)地分配存儲空間的，數(shù)據(jù)存儲在動態(tài)存儲區(qū)中。

• 關(guān)鍵字 auto 可以省略，auto 不寫則隱含定為“自動存儲類別”，屬于動態(tài)存儲方式

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register—— 寄存器存儲

register 是 C 語言中的一種存儲類別（Storage Class），它用于告訴編譯器將變量存儲在寄存器中。在 C 語言中，變量的存儲位置可以是寄存器、堆棧或靜態(tài)存儲區(qū)，使用 register 存儲類別可以幫助我們優(yōu)化代碼性能，因為寄存器訪問速度比訪問內(nèi)存快。

存儲在內(nèi)存中 CPU寄存器

在 C 語言中，使用 register 關(guān)鍵字聲明變量時，它將被存儲在 CPU 的寄存器中，而不是存儲在內(nèi)存中。由于寄存器是 CPU 內(nèi)部的高速存儲器，所以變量的訪問速度會更快，從而提高程序的執(zhí)行效率。但需要注意的是，變量的存儲位置和寄存器的數(shù)量都是由編譯器決定的，使用 register 關(guān)鍵字只是向編譯器建議將變量存儲在寄存器中，但并不保證一定會存儲在寄存器中。

需要注意的是，由于寄存器的數(shù)量是有限的，所以并不是所有的變量都可以存儲在寄存器中。編譯器會根據(jù)實際情況和編譯器選項來決定哪些變量應(yīng)該存儲在寄存器中。因此，使用 register 關(guān)鍵字并不一定會提高程序的性能，有時可能會適得其反。建議只在必要時使用 register 關(guān)鍵字，或者讓編譯器自動決定變量的存儲位置。

舉例：例如，在函數(shù)內(nèi)部定義一個 register 變量：

void myFunction() {register int x = 0;// ...
}

在上述代碼中，變量 x 被定義為 register 存儲類型，它將被存儲在寄存器中（如果編譯器允許的話）。由于寄存器的訪問速度比內(nèi)存快，因此訪問變量 x 的速度會更快，從而提高程序的性能。

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??重點：register 的注意事項

1. 用register修飾的變量只能是局部變量和函數(shù)參數(shù)，不能是全局變量和靜態(tài)變量。因為cpu的資源有限，因此不可能一直讓一個變量一直占著cpu寄存器

2. register變量一定是cpu可以接受的值

3. 不可以用&運算符對register變量進(jìn)行取址。 使用 register 存儲類別的變量不能直接獲取其內(nèi)存地址，因為它們可能存儲在寄存器中，而寄存器沒有地址。 使用 register 存儲類別的變量不要取地址，因為這樣會導(dǎo)致編譯器無法將其存儲在寄存器中，從而影響程序的執(zhí)行效率。

4. register只是請求寄存器變量，不一定會成功。

總之，使用 register 存儲類別應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用場景進(jìn)行考慮，避免過度使用 register 存儲類別，從而影響程序的性能。

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用于單片機的道理——提高效率

register 存儲類別在單片機編程中也經(jīng)常被使用。由于單片機資源有限，使用寄存器存儲變量可以節(jié)約存儲空間，提高程序執(zhí)行效率。特別是在需要頻繁訪問變量的場景下，使用 register 存儲類別可以提高程序的響應(yīng)速度。

舉例來說，如果需要在單片機中使用計時器，可以定義一個 register 變量來存儲計時器的值。這樣，在每次需要使用計時器時，就可以直接訪問寄存器中的值，而不需要從內(nèi)存中讀取，從而提高程序的執(zhí)行效率。

需要注意的是，在單片機編程中使用 register 存儲類別需要謹(jǐn)慎，因為寄存器的數(shù)量很少，而且需要編譯器支持。過度使用 register 存儲類別可能會導(dǎo)致編譯器無法將變量存儲在寄存器中，從而影響程序的性能。因此，需要在具體應(yīng)用場景下根據(jù)實際情況決定是否使用 register 存儲類別。

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總結(jié)：四種存儲類別對比

下表對 C 語言中的四種存儲類別進(jìn)行了比較，包括了生存周期、作用域、存儲方式、存儲區(qū)域等方面：

存儲類別	生命周期	作用域	存儲方式	存儲區(qū)域	使用場景
auto	函數(shù)內(nèi)部	塊級別	棧	RAM	用于存儲局部變量
static	整個程序	塊級別	數(shù)據(jù)段	RAM	用于存儲局部變量的持久性版本
extern	整個程序	文件級	數(shù)據(jù)段	RAM	用于在不同的源文件中共享全局變量
register	函數(shù)內(nèi)部	塊級別	寄存器	CPU	用于提高變量的訪問速度

其中，“存儲方式”指的是變量在內(nèi)存中的存儲方式，包括棧、堆、數(shù)據(jù)段和寄存器等；“存儲區(qū)域”指的是變量在程序執(zhí)行期間所占用的存儲區(qū)域，包括 RAM 和 CPU 寄存器等。

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