数据类型->全局变量和局部变量
http://blog.csdn.net/longjing1113/article/details/8653728
在讨论全局变量之前我们先要明白几个基本的概念：
1. 编译单元(模块)：
在IDE开发工具大行其道的今天，对于编译的一些概念很多人已经不再清楚了，很多程序员最怕的就是处理连接错误(LINK ERROR), 因为它不像编译错误那样可以给出你程序错误的具体位置，你常常对这种错误感到懊恼，但是如果你经常使用gcc，makefile等工具在linux或者嵌入式下做开发工作的话，那么你可能非常的理解编译与连接的区别！当在VC这样的开发工具上编写完代码，点击编译按钮准备生成exe文件时，VC其实做了两步工作，第一步，将每个.cpp(.c)和相应.h文件编译成obj文件；第二步，将工程中所有的obj文件进行LINK生成最终的.exe文件，那么错误就有可能在两个地方产生，一个是编译时的错误，这个主要是语法错误，另一个是连接错误，主要是重复定义变量等。我们所说的编译单元就是指在编译阶段生成的每个obj文件，一个obj文件就是一个编译单元，也就是说一个cpp(.c)和它相应的.h文件共同组成了一个编译单元，一个工程由很多个编译单元组成，每个obj文件里包含了变量存储的相对地址等 。
2. 声明与定义的区别
函数或变量在声明时，并没有给它实际的物理内存空间，它有时候可以保证你的程序编译通过， 但是当函数或变量定义的时候，它就在内存中有了实际的物理空间，如果你在编译模块中引用的外部变量没有在整个工程中任何一个地方定义的话， 那么即使它在编译时可以通过，在连接时也会报错，因为程序在内存中找不到这个变量！你也可以这样理解，对同一个变量或函数的声明可以有多次，而定义只能有一次!
声明不定义外部变量 会报错么？
3. extern的作用
extern有两个作用，第一个,当它与"C"一起连用时，如: extern "C" void fun(int a, int b); 则告诉编译器在编译fun这个函数名时按着C的规则去翻译相应的函数名而不是C++的， C++的规则在翻译这个函数名时会把fun这个名字变得面目全非，可能是也可能是别的，这要看编译器的"脾气"了(不同的编译器采用的方法不一样)，为什么这么做呢，因为C++支持函数的重载啊，在这里不去过多的论述这个问题，如果你有兴趣可以去网上搜索，相信你可以得到满意的解释!
C不支持函数重载，C++才开始支持函数重载。函数重载：多个函数使用一个函数名。
当extern不与"C"在一起修饰变量或函数时，如在头文件中: extern int g_Int; 它的作用就是声明函数或全局变量的作用范围的关键字，其声明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用，记住它是一个声明不是定义!也就是说B模块(编译单元)要是引用模块(编译单元)A中定义的全局变量或函数时，它只要包含A模块的头文件即可, 在编译阶段，模块B虽然找不到该函数或变量，但它不会报错，它会在连接时从模块A生成的目标代码中找到此函数。
如果你对以上几个概念已经非常明白的话，那么让我们一起来看以下几种全局变量/常量的使用区别:
1. 用extern修饰的全局变量
以上已经说了extern的作用，下面我们来举个例子,如:
在test1.h中有下列声明:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
extern char g_str[]; // 声明全局变量g_str
void fun1();
#endif
在test1.cpp中
#include "test1.h"
char g_str[] = "123456"; // 定义全局变量g_str
void fun1()
{
cout << g_str << endl;
}
以上是test1模块， 它的编译和连接都可以通过,如果我们还有test2模块也想使用g_str,只需要在原文件中引用就可以了
#include "test1.h"
void fun2()
{
cout << g_str << endl;
}
以上test1和test2可以同时编译连接通过，如果你感兴趣的话可以用ultraEdit打开test1.obj,你可以在里面着"123456"这个字符串,但是你却不能在test2.obj里面找到，这是因为g_str是整个工程的全局变量，在内存中只存在一份, test2.obj这个编译单元不需要再有一份了，不然会在连接时报告重复定义这个错误!
有些人喜欢把全局变量的声明和定义放在一起，这样可以防止忘记了定义，如把上面test1.h改为
extern char g_str[] = "123456"; // 这个时候相当于没有extern
然后把test1.cpp中的g_str的定义去掉,这个时候再编译连接test1和test2两个模块时，会报连接错误，这是因为你把全局变量g_str的定义放在了头文件之后，test1.cpp这个模块包含了test1.h所以定义了一次g_str,而 test2.cpp也包含了test1.h所以再一次定义了g_str, 这个时候连接器在连接test1和test2时发现两个g_str。如果你非要把g_str的定义放在test1.h中的话，那么就把test2的代码中#include "test1.h"去掉 换成:
extern char g_str[];
void fun2()
{
cout << g_str << endl;
}
这个时候编译器就知道g_str是引自于外部的一个编译模块了，不会在本模块中再重复定义一个出来，但是我想说这样做非常糟糕，因为你由于无法在test2.cpp中使用#include "test1.h", 那么test1.h中声明的其他函数你也无法使用了，除非也用都用extern修饰，这样的话你光声明的函数就要一大串，而且头文件的作用就是要给外部提供接口使用的，所以 请记住， 只在头文件中做声明，真理总是这么简单。
头文件中只做声明，不定义。
2. 用static修饰的全局变量
首先，我要告诉你static与extern是一对“水火不容”的家伙，也就是说extern和static不能同时修饰一个变量；其次，static修饰的全局变量声明与定义同时进行，也就是说当你在头文件中使用static声明了全局变量后，它也同时被定义了；最后，static修饰全局变量的作用域只能是本身的编译单元，也就是说它的“全局”只对本编译单元有效，其他编译单元则看不到它,如:
test1.h:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
static char g_str[] = "123456";
void fun1();
#endif
test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1()
{
cout << g_str << endl;
}
test2.cpp
#include "test1.h"
; void fun2()
{
cout << g_str << endl;
}
以上两个编译单元可以连接成功, 当你打开test1.obj时，你可以在它里面找到字符串"123456", 同时你也可以在test2.obj中找到它们，它们之所以可以连接成功而没有报重复定义的错误是因为虽然它们有相同的内容，但是存储的物理地址并不一样，就像是两个不同变量赋了相同的值一样，而这两个变量分别作用于它们各自的编译单元。
也许你比较较真，自己偷偷的跟踪调试上面的代码,结果你发现两个编译单元（test1, test2）的g_str的内存地址相同，于是你下结论static修饰的变量也可以作用于其他模块，但是我要告诉你，那是你的编译器在欺骗你，大多数编译器都对代码都有优化功能，以达到生成的目标程序更节省内存，执行效率更高，当编译器在连接各个编译单元的时候，它会把相同内容的内存只拷贝一份，比如上面的"123456", 位于两个编译单元中的变量都是同样的内容，那么在连接的时候它在内存中就只会存在一份了， 如果你把上面的代码改成下面的样子，你马上就可以拆穿编译器的谎言:
test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1()
{
g_str[0] = ''a'';
cout << g_str << endl;
}
test2.cpp
#include "test1.h"
void fun2()
{
cout << g_str << endl;
}
void main()
{
fun1(); // a23456
fun2(); // 123456
}
这个时候你在跟踪代码时，就会发现两个编译单元中的g_str地址并不相同，因为你在一处修改了它，所以编译器被强行的恢复内存的原貌，在内存中存在了两份拷贝给两个模块中的变量使用。
正是因为static有以上的特性，所以一般定义static全局变量时，都把它放在原文件中而不是头文件，这样就不会给其他模块造成不必要的信息污染，同样记住这个原则吧！
3 const修饰的全局常量
const修饰的全局常量用途很广，比如软件中的错误信息字符串都是用全局常量来定义的。const修饰的全局常量据有跟static相同的特性，即它们只能作用于本编译模块中，但是const可以与extern连用来声明该常量可以作用于其他编译模块中, 如
extern const char g_str[];
然后在原文件中别忘了定义:
const char g_str[] = "123456";
所以当const单独使用时它就与static相同，而当与extern一起合作的时候，它的特性就跟extern的一样了！所以对const我没有什么可以过多的描述，我只是想提醒你，const char* g_str = "123456" 与 const char g_str[] = "123465"是不同的， 前面那个const 修饰的是char * 而不是g_str,它的g_str并不是常量，它被看做是一个定义了的全局变量（可以被其他编译单元使用）， 所以如果你像让char *g_str遵守const的全局常量的规则，最好这么定义const char* const g_str="123456".
c++中的局部变量和全局变量重名时取值问题
局部变量在使用时会屏蔽全局变量。要用全局变量，需要使用"::"．
局部变量可以与全局变量同名，在函数内引用这个变量时，会用到同名的局部变量，而不会用到全局变量。对于有些编译器而言，在同一个函数内可以定义多个同名的局部变量，比如在两个循环体内都定义一个同名的局部变量，而那个局部变量的作用域就在那个循环体内。
#include<iostream>
using namespace std;
void test();
int i = 1;
int main()
{
int i = 2;
cout<<"global i = "<<::i<<" "<<"address = "<<&::i<<endl; //1
cout<<"main() i = "<<i<<" "<<"address = "<<&i<<endl; //2
test();
{
cout<<"main() i = "<<i<<" "<<"address = "<<&i<<endl; //2
int i = 3;
cout<<"local i = "<<i<<" "<<"address = "<<&i<<endl; //3
cout<<"global i = "<<::i<<" "<<"address = "<<&::i<<endl; //1
}
}
void test()
{
int i = 4;
cout<<"test() i = "<<i<<" "<<"address = "<<&i<<endl; //4
cout<<"global i = "<<::i<<" "<<"address = "<<&::i<<endl; //1
}
http://www.cnblogs.com/chenglei/archive/2009/09/06/1561367.html
C++变量根据定义位置的不同，具有不同的作用域，作用域可分为6种：全局作用域，局部作用域，语句作用域，类作用域，命名作用域和文件作用域。
从作用域看：
全局变量具有全局作用域。全局变量只需在一个源文件中定义，就可以作用于所有的源文件。当然，其他不包括全局变量定义的源文件需要用extern关键字再次声明这个全局变量。
静态局部变量具有局部作用域。它只被初始化一次，自从第一次初始化直到程序与你新内阁结束都一直存在，他和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的，而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见。
局部变量也只有局部作用域，他是自动对象，他在程序运行期间不是一直存在，而是只在函数执行期间存在，函数的一次调用结束后，变量就被撤销，其所占用的内存也被收回。
静态全局变量也具有全局作用域，他与全局变量的区别在于如果程序包含多个文件的话，他作用于定义它的文件里，不能作用到其他文件里，即被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。这样即使两个不同的源文件都定义了相同的静态全局变量，他们也是不同的变量。
从分配内存空间看：
全局变量、静态局部变量、静态全局变量都在静态存储区分配空间，而局部变量在栈分配空间。
全局变量本身就是静态存储方式，静态全局变量当然也是静态存储方式。这两者在存储方式上没有什么不同。区别在于非静态全局变量的作用域是整个源程序，当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。而静态全局变量则限制了其作用域，即只在定义该变量的源文件内有效，在同一源程序的其他源文件中不能使用它。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其他源文件中引起错误。
1、静态变量会被放在程序的静态数据存储区里，这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是他与堆栈变量和堆变量的区别
2、变量用static告知编译器，自己仅仅在变量的作用域范围内可见。这一点是他与全局变量的区别。
从以上分析可以看出，把局部变量改变为静态变量后是改变了他的存储方式，即改变了他的生存期。把全局变量改变为静态变量后是改变了他的作用域，限制了他的使用范围，因此static这个说明符在不同的地方起的作用是不同的。
TIPS：
1、若全局变量仅在单个文件中访问，则可以讲这个变量修改为静态全局变量。
2、若全局变量仅在单个函数中使用，则可以将这个变量修改为该函数的静态局部变量。
3、全局变量、静态局部变量、静态全局变量都存放在静态数据存储区。
4、函数中必须要使用static变量的情况：当某函数的返回值为指针类型时，则必须是static的局部变量的地址作为返回值，若为auto类型，则返回为错指针。
http://www.jb51.net/article/37628.htm
（1）编译单元（模块）
在VC或VS上编写完代码，点击编译按钮准备生成exe文件时，编译器做了两步工作：
第一步，将每个.cpp(.c)和相应的.h文件编译成obj文件；
第二步，将工程中所有的obj文件进行LINK，生成最终.exe文件。
那么，错误可能在两个地方产生：
一个，编译时的错误，这个主要是语法错误；
一个，链接时的错误，主要是重复定义变量等。
编译单元指在编译阶段生成的每个obj文件。
一个obj文件就是一个编译单元。
一个.cpp(.c)和它相应的.h文件共同组成了一个编译单元。
一个工程由很多编译单元组成，每个obj文件里包含了变量存储的相对地址等。
（2）声明与定义
函数或变量在声明时，并没有给它实际的物理内存空间，它有时候可保证你的程序编译通过；
函数或变量在定义时，它就在内存中有了实际的物理空间。
如果你在编译单元中引用的外部变量没有在整个工程中任何一个地方定义的话，那么即使它在编译时可以通过，在连接时也会报错，因为程序在内存中找不到这个变量。
函数或变量可以声明多次，但定义只能有一次。
（3） extern作用
作用一：当它与"C"一起连用时，如extern "C" void fun(int a, int b);，则编译器在编译fun这个函数名时按C的规则去翻译相应的函数名而不是C++的。
作用二：当它不与"C"在一起修饰变量或函数时，如在头文件中，extern int g_nNum;，它的作用就是声明函数或变量的作用范围的关键字，其声明的函数和变量可以在本编译单元或其他编译单元中使用。
即B编译单元要引用A编译单元中定义的全局变量或函数时，B编译单元只要包含A编译单元的头文件即可，在编译阶段，B编译单元虽然找不到该函数或变量，但它不会报错，它会在链接时从A编译单元生成的目标代码中找到此函数。
（4）全局变量(extern)
有两个类都需要使用共同的变量，我们将这些变量定义为全局变量。比如，res.h和res.cpp分别来声明和定义全局变量，类ProducerThread和ConsumerThread来使用全局变量。（以下是QT工程代码）
/**********res.h声明全局变量************/
#pragma once
#include <QSemaphore>
const int g_nDataSize = 1000; // 生产者生产的总数据量
const int g_nBufferSize = 500; // 环形缓冲区的大小
extern char g_szBuffer[]; // 环形缓冲区
extern QSemaphore g_qsemFreeBytes; // 控制环形缓冲区的空闲区（指生产者还没填充数据的区域，或者消费者已经读取过的区域）
extern QSemaphore g_qsemUsedBytes; // 控制环形缓冲区中的使用区（指生产者已填充数据，但消费者没有读取的区域）
/**************************/
上述代码中g_nDataSize、g_nBufferSize为全局常量，其他为全局变量。
/**********res.cpp定义全局变量************/
#pragma once
#include "res.h"
// 定义全局变量
char g_szBuffer[g_nBufferSize];
QSemaphore g_qsemFreeBytes(g_nBufferSize);
QSemaphore g_qsemUsedBytes;
/**************************/
在其他编译单元中使用全局变量时只要包含其所在头文件即可。
/**********类ConsumerThread使用全局变量************/
#include "consumerthread.h"
#include "res.h"
#include <QDebug>
ConsumerThread::ConsumerThread(QObject* parent)
: QThread(parent) {
}
ConsumerThread::ConsumerThread() {
}
ConsumerThread::~ConsumerThread() {
}
void ConsumerThread::run() {
for (int i = 0; i < g_nDataSize; i++) {
g_qsemUsedBytes.acquire();
qDebug()<<"Consumer "<<g_szBuffer[i % g_nBufferSize];
g_szBuffer[i % g_nBufferSize] = ' ';
g_qsemFreeBytes.release();
}
qDebug()<<"&&Consumer Over";
}
/**************************/
也可以把全局变量的声明和定义放在一起，这样可以防止忘记了定义，如上面的extern char g_szBuffer[g_nBufferSize]; 然后把引用它的文件中的#include "res.h"换成extern char g_szBuffer[];。
但是这样做很不好，因为你无法使用#include "res.h"（使用它，若达到两次及以上，就出现重定义错误；注：即使在res.h中加#pragma once，或#ifndef也会出现重复定义，因为每个编译单元是单独的，都会对它各自进行定义），那么res.h声明的其他函数或变量，你也就无法使用了，除非也都用extern修饰，这样太麻烦，所以还是推荐使用.h中声明，.cpp中定义的做法。
（5）静态全局变量(static)
注意使用static修饰变量，就不能使用extern来修饰，即static和extern不可同时出现。
static修饰的全局变量的声明与定义同时进行，即当你在头文件中使用static声明了全局变量，同时它也被定义了。
static修饰的全局变量的作用域只能是本身的编译单元。在其他编译单元使用它时，只是简单的把其值复制给了其他编译单元，其他编译单元会另外开个内存保存它，在其他编译单元对它的修改并不影响本身在定义时的值。即在其他编译单元A使用它时，它所在的物理地址，和其他编译单元B使用它时，它所在的物理地址不一样，A和B对它所做的修改都不能传递给对方。
多个地方引用静态全局变量所在的头文件，不会出现重定义错误，因为在每个编译单元都对它开辟了额外的空间进行存储。
以下是Windows控制台应用程序代码示例：
/***********res.h**********/
static char g_szBuffer[6] = "12345";
void fun();
/************************/
/***********res.cpp**********/
#include "res.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void fun() {
for (int i = 0; i < 6; i++) {
g_szBuffer[i] = 'A' + i;
}
cout<<g_szBuffer<<endl;
}
/************************/
/***********test1.h**********/
void fun1();
/************************/
/***********test1.cpp**********/
#include "test1.h"
#include "res.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void fun1() {
fun();
for (int i = 0; i < 6; i++) {
g_szBuffer[i] = 'a' + i;
}
cout<<g_szBuffer<<endl;
}
/************************/
/***********test2.h**********/
void fun2();
/************************/
/***********test2.cpp**********/
#include "test2.h"
#include "res.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void fun2() {
cout<<g_szBuffer<<endl;
}
/************************/
/***********main.cpp**********/
#include "test1.h"
#include "test2.h"
int main() {
fun1();
fun2();
system("PAUSE");
return 0;
}
/************************/
运行结果如下：
按我们的直观印象，认为fun1()和fun2()输出的结果都为abcdef，可实际上fun2()输出的确是初始值。然后我们再跟踪调试，发现res、test1、test2中g_szBuffer的地址都不一样，分别为0x0041a020、0x0041a084、0x0041a040，这就解释了为什么不一样。
注：一般定义static 全局变量时，都把它放在.cpp文件中而不是.h文件中，这样就不会给其他编译单元造成不必要的信息污染。
（6）全局常量(const)
const单独使用时，其特性与static一样（每个编译单元中地址都不一样，不过因为是常量，也不能修改，所以就没有多大关系）。
const与extern一起使用时，其特性与extern一样。
[code]
extern const char g_szBuffer[]; //写入 .h中
const char g_szBuffer[] = "123456"; // 写入.cpp中
[/code