C语言关键字static与extern的详细解释

参考原文地址（static）：https://blog.csdn.net/keyeagle/article/details/6708077

参考原文地址（extern）：https://www.cnblogs.com/Lunais/p/5991135.html

C语言中的static与extern是C语言32个关键字中的比较重要的两个内容，也是我近期在学习C++过程中理解较为晦涩的部分，为此，参考了一些优质资料，在此做个总结。

C语言代码是以文件为单位来组织的，在一个源程序的所有源文件中，一个外部变量（注意不是局部变量）或者函数只能在一个源程序中定义一次，如果有重复定义的话编译器就会报错。伴随着不同源文件变量和函数之间的相互引用以及相互独立的关系，产生了extern和static关键字。

修饰符extern用在变量或者函数的声明前，用来说明“此变量/函数是在别处定义的，要在此处引用”。

一、static修饰全局变量

1. 一个程序在内存中的布局：栈（局部变量，动态分配）、堆（用户自行申请、释放，通过指针访问）、bss段（存放进程中未初始化的全局变量）、data段（存放进程中初始化的全局变量）、text段（存放程序执行的二进制文件）、其他段（未知）。

2. 静态全局变量：当进程中一个全局变量被static修饰后（被声明为static），则该全局变量被称为静态全局变量。

静态全局变量的存储位置不变，在bss段（未初始化）或者data段（初始化），但它的作用域是仅在它的源文件内，其它源文件都无法访问它。所以，当全局变量被static修饰后，就会限定在当前源文件（.c）内使用。

全局变量：隐式被static修饰的全局变量，作用域也是仅在它的源文件内，不能被其它源文件访问。但与静态全局变量（显式被static修饰的全局变量）不同的是全局变量在其它源文件中可以通过extern声明后访问，而静态全局变量则无法访问。

file1.h文件，声明printer函数

//file1.h

void printer(void);

file1.c文件，定义了 静态全局变量name、全局变量address，以及printer函数

//file1.c
#include 
#include "file1.h"

static char* name = "keke";
char* address = "jiangxi";

void printer(void)
{
	printf("%s\n",name);
	printf("%s\n",address);
}

file2.c文件，可以成功调用printer函数，也可以通过extern声明访问全局变量address，但是无法访问name（即使被extern声明）

//file2.c
#include 
#include "file1.h"

//extern char* name;
extern char* address;

int main()
{
	printer();
	printf("%s\n",name);
	printf("%s\n",address);
}

二、static修饰局部变量

1. 局部变量可以被存放在栈（动态分配，每次调用，位置都可能不同，作用域是局部）、堆（申请内存，要记得释放，作用域可以是整个源文件）当中。
2. 静态局部变量：局部变量被static修饰后，则称为静态局部变量。静态局部变量则被存放在data段内（定义时，如果用户没有初始化，编译器会自动将其初始化为0），而且整个进程周期中，只定义和初始化一次，每次调用局部函数时，静态局部变量都会维持最后一次修改的值，作用域是局部代码段。

file3.c文件，在函数printer内分别定义了普通局部变量（i）和静态局部变量（j）。

//file3.c
#include 

void printer(void)
{
	int i;
	static int j;
	printf("i:%d j:%d\n",i++,j++);
}

int main()
{
	printer();
	printer();
	printer();
	printer();
	printer();
}

file.c文件执行结果如下：

i:-1218204059 j:0
i:-1218204058 j:1
i:-1218204057 j:2
i:-1218204056 j:3
i:-1218204055 j:4

可见，普通局部变量（i）每次调用函数的访问的值都不一样，而且随机；静态局部变量，定义初始化为0，并每次访问都是上一次函数调用修改的值。

三、static修饰函数

1. static函数：被关键字static修饰的函数。static函数作用域是源文件，即其他源文件无法调用该函数，类似C++中的private函数。而对于普通函数而言，其他源文件只要添加了该函数的头文件（.h），其他源文件就可以调用该函数。
2. 当你的程序中有很多个源文件的时候，你肯定会让某个源文件只提供一些外界需要的接口，其他的函数可能是为了实现这些接口而编写，这些其他的函数你可能并不希望被外界（非本源文件）所看到，这时候就可以用static修饰这些“其他的函数”。

file4.h文件，声明了普通函数（func1）和静态函数（func2）

//file4.h
void func1(void);
static void func2(void);

file4.c文件，定义了普通函数（func1）和静态函数（func2）

//file4.c
#include 
#include "file4.h"

void func1(void)
{
	printf("普通函数\n");
	func2();
}
static void func2(void)
{
	printf("静态函数\n");
}

file5.c文件，通过添加file4.h，可以调用func1()，但无法调用func2()。但是，func1()可以调用func2()。

//file5.c
#include "file4.h"

int main()
{
	func1();
	//func2();
}

可见，静态函数只能被它的源文件调用，而无法被其它源文件调用（即使添加了对应的头文件）。

而且，static函数可以很好地解决不同源文件中函数同名的问题，因为一个源文件对于其他源文件中的static函数是不可见的。

四、extern修饰变量的声明

1. extern声明变量：表明该变量在其他源文件里已经被定义，此处需要使用。extern声明的变量必须是在其他源文件内的非静态的全局变量（保证作用域不受限制，可以声明）。
2. 举例在file1.h/file1.c/file2.c中。

五、extern修饰函数的声明

1. extern声明函数：表明该函数在其他源文件里已经被定义，此处需要使用。extern声明的变量必须是在其他源文件内的非静态的函数（保证作用域不受限制）。
2. 那么我们有两种方式可以其他源文件内的非静态函数，一种是添加该函数声明头文件（加载该头文件的全部函数，编译较慢），另一种是使用extern修饰（调用哪个函数，就声明哪个函数，编译较快，效率较高）。
3. 举例在file4.h/file4.c/file5.c中。