C/C++外部链接的静态变量

外部链接的静态变量具有文件作用域、外部链接和静态存储期。

该类别有时称为外部存储类别（external storage class），属于该类别的变量称为外 部变量（external variable）。把变量的定义性声明（defining declaration）放 在在所有函数的外面便创建了外部变量。
当然，为了指出该函数使用了外部变量，可以在函数中用关键字extern再次声明。如果一个源代码文件使用的 外部变量定义在另一个源代码文件中，则必须用extern在该文件中声明该变 量。如下所示：

int Errupt;　　　　　　　　/* 外部定义的变量 */
double Up[100];　　　　　　/* 外部定义的数组 */
extern char Coal;　　　　　/* 如果Coal被定义在另一个文件， */
/*则必须这样声明*/
void　next(void);
int　main(void)
{
extern int Errupt;　　 /* 可选的声明*/
extern double Up[];　　/* 可选的声明*/
...

}
void　next(void)
{
...
}

注意，在main()中声明Up数组时（这是可选的声明）不用指明数组大小，因为第1次声明已经提供了数组大小信息。main()中的两条 extern 声明完全可以省略，因为外部变量具有文件作用域，所以Errupt和Up从声明处到文件结尾都可见。
它们出现在那里，仅为了说明main()函数要使用这两个变量。
如果省略掉函数中的extern关键字，相当于创建了一个自动变量。去掉 下面声明中的extern：

extern int Errupt;

便成为：

int Errupt;

这使得编译器在 main()中创建了一个名为 Errupt 的自动变量。它是一个独立的局部变量，与原来的外部变量Errupt不同。该局部变量仅main()中可 见，但是外部变量Errupt对于该文件的其他函数（如 next()）也可见。简而 言之，在执行块中的语句时，块作用域中的变量将“隐藏”文件作用域中的同名变量。
如果不得已要使用与外部变量同名的局部变量，可以在局部变量的 声明中使用 auto 存储类别说明符明确表达这种意图。
外部变量具有静态存储期。因此，无论程序执行到main()、next()还是其 他函数，数组Up及其值都一直存在。

下面 3 个示例演示了外部和自动变量的一些使用情况。示例 1 中有一个 外部变量 Hocus。该变量对main()和magic()均可见。

/* 示例1 */
int　Hocus;
int　magic();
int　main(void)
{
extern int Hocus;　// Hocus 之前已声明为外部变量
...
}
int　magic()
{
extern int Hocus;　// 与上面的Hocus 是同一个变量
...
}

示例2中有一个外部变量Hocus，对两个函数均可见。这次，在默认情况下对magic()可见。

/*示例2　*/
int　Hocus;
int　magic();
int　main(void)
{
extern int Hocus; // Hocus之前已声明为外部变量
...
}
int　magic()
{
//并未在该函数中声明Hocus，但是仍可使用该变量
...
}

在示例3中，创建了4个独立的变量。main()中的Hocus变量默认是自动 变量，属于main()私有。magic()中的Hocus变量被显式声明为自动，只有 magic()可用。外部变量Houcus对main()和magic()均不可见，但是对该文件中 未创建局部Hocus变量的其他函数可见。最后，Pocus是外部变量，magic()可 见，但是main()不可见，因为Pocus被声明在main()后面。

/* 示例 3 */
int Hocus;
int magic();
int　main(void)
{
int Hocus; // 声明Hocus，默认是自动变量
...
}
int　Pocus;
int　magic()
{
auto int Hocus; //把局部变量Hocus显式声明为自动变量
...
}

这 3 个示例演示了外部变量的作用域是：从声明处到文件结尾。
除此之外，还说明了外部变量的生命期。外部变量Hocus和Pocus在程序运行中一直存在，因为它们不受限于任何函数，不会在某个函数返回后就消失。

1. 初始化外部变量
   外部变量和自动变量类似，也可以被显式初始化。与自动变量不同的 是，如果未初始化外部变量，它们会被自动初始化为 0。这一原则也适用于 外部定义的数组元素。与自动变量的情况不同，只能使用常量表达式初始化 文件作用域变量：
   int x = 10;　　　　　　　　　 // 没问题，10是常量
   int y = 3 + 20;　　　　　　　// 没问题，用于初始化的是常量表达式
   size_t z = sizeof(int);　　 //没问题，用于初始化的是常量表达式
   int x2 = 2 * x;　　　　　　// 不行，x是变量
   （只要不是变长数组，sizeof表达式可被视为常量表达式。）
2. 使用外部变量
   下面来看一个使用外部变量的示例。假设有两个函数main()和critic()， 它们都要访问变量units。可以把units声明在这两个函数的上面，如程序所示（注意：该例的目的是演示外部变量的工作原理，并非它的典型用法）。

/* global.c　-- 使用外部变量 */
#include　
int units = 0;　　　 /* 外部变量　*/
void　critic(void);
int　main(void)
{
extern int units;　/* 可选的重复声明 */
printf("How　many　pounds　to　a　firkin　of　butter?\n");
scanf("%d",　&units);
while　(units　!=　56)
critic();
printf("You　must　have　looked　it　up!\n");
return　0;
}
void　critic(void)
{
/* 删除了可选的重复声明 */
printf("No　luck,　my　friend.　Try　again.\n");
scanf("%d",　&units);
}
下面是该程序的输出示例：
How　many　pounds　to　a　firkin　of　butter?
14
No　luck,　my　friend.　Try　again.
56
You　must　have　looked　it　up!

注意，critic()是如何读取 units的第2个值的。当while循环结束时， main()也知道units的新值。所以main()函数和critic()都可以通过标识符units访问相同的变量。用C的术语来描述是， units具有文件作用域、外部链接和静态存储期。
把units定义在所有函数定义外面（即外部），units便是一个外部变量， 对units定义下面的所有函数均可见。因此，critics()可以直接使用units变量。
类似地，main()也可直接访问units。但是，main()中确实有如下声明：

extern int units;

本例中，以上声明主要是为了指出该函数要使用这个外部变量。存储类别说明符extern告诉编译器，该函数中任何使用units的地方都引用同一个定义在函数外部的变量。再次强调，main()和critic()使用的都是外部定义的 units。

3.外部名称
C99和C11标准都要求编译器识别局部标识符的前63个字符和外部标识 符的前31个字符。这修订了以前的标准，即编译器识别局部标识符前31个字 符和外部标识符前6个字符。你所用的编译器可能还执行以前的规则。外部 变量名比局部变量名的规则严格，是因为外部变量名还要遵循局部环境规 则，所受的限制更多。
4.定义和声明
下面进一步介绍定义变量和声明变量的区别。考虑下面的例子：

int tern = 1; /* tern被定义 */
main()
{
extern int tern; /* 使用在别处定义的tern */

这里，tern被声明了两次。第1次声明为变量预留了存储空间，该声明构 成了变量的定义。第2次声明只告诉编译器使用之前已创建的tern变量，所以 这不是定义。第1次声明被称为定义式声明（defining declaration），第2次声 明被称为引用式声明（referencing declaration）。关键字extern表明该声明不是定义，因为它指示编译器去别处查询其定义。
假设这样写：

extern　int　tern;
int　main(void)
{

编译器会假设 tern 实际的定义在该程序的别处，也许在别的文件中。该 声明并不会引起分配存储空间。
因此，不要用关键字extern创建外部定义， 只用它来引用现有的外部定义。
外部变量只能初始化一次，且必须在定义该变量时进行。假设有下面的 代码：

//　file_one.c
char　permis　=　'N';
...
// file_two.c
extern char permis = 'Y'; /* 错误 */

file_two中的声明是错误的，因为file_one.c中的定义式声明已经创建并初始化了permis。