7.4 內部變量與外部變量
Ｃ語言中所有的變量都有自己的作用域。變量說明的位置不同，其作用域也不同，據此將Ｃ語言中的變量分為內部變量和外部變量。
7.4.1 內部變量
7.4.2 外部變量
7.4.1 內部變量
在一個函數內部說明的變量是內部變量，它只在該函數范圍內有效。
也就是說，只有在包含變量說明的函數內部，才能使用被說明的變量，在此函數之外就不能使用這些變量了。所以內部變量也稱“局部變量”。
例如：
int f1(int a) /*函數f1*/
{ int b,c；
……
} /*a,b,c作用域：僅限于函數f1()中*/
int f2(int x) /*函數f2*/
{ int y,z；
……
} /*x,y,z作用域：僅限于函數f2()中*/
main()
{ int m,n；
……
} /*m,n作用域：僅限于函數main()中*/
關于局部變量的作用域還要說明以下幾點：
1．主函數main()中定義的內部變量，也只能在主函數中使用，其它函數不能使用。同時，主函數中也不能使用其它函數中定義的內部變量。因為主函數也是一個函數，與其它函數是平行關系。這一點是與其它語言不同的，應予以注意。
2．形參變量也是內部變量，屬于被調用函數；實參變量，則是調用函數的內部變量。
3．允許在不同的函數中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發生混淆。
4．在復合語句中也可定義變量，其作用域只在復合語句范圍內。
7.4.2 外部變量
在函數外部定義的變量稱為外部變量。以此類推，在函數外部定義的數組就稱為外部數組。
外部變量不屬于任何一個函數，其作用域是：從外部變量的定義位置開始，到本文件結束為止。
外部變量可被作用域內的所有函數直接引用，所以外部變量又稱全局變量。
[案例7.9] 輸入長方體的長（l）、寬（w）、高（h），求長方體體積及正、側、頂三個面的面積。
/*案例代碼文件名：AL7_9.C*/
/*功能：利用全局變量計算長方體的體積及三個面的面積*/
int s1,s2,s3;
int vs(int a,int b,int c)
{ int v;
v=a*b*c; s1=a*b; s2=b*c; s3=a*c;
return v;
}
main()
{int v,l,w,h;
clrscr();
printf("\ninput length,width and height： ");
scanf("%d%d%d",&l,&w,&h);
v=vs(l,w,h);
printf("v=%d s1=%d s2=%d s3=%d\n",v,s1,s2,s3);
getch();
} [程序演示]
對于全局變量還有以下幾點說明：
（1）外部變量可加強函數模塊之間的數據聯系，但又使這些函數依賴這些外部變量，因而使得這些函數的獨立性降低。
從模塊化程序設計的觀點來看這是不利的，因此不是非用不可時，不要使用外部變量。
（2）在同一源文件中，允許外部變量和內部變量同名。在內部變量的作用域內，外部變量將被屏蔽而不起作用。
（3）外部變量的作用域是從定義點到本文件結束。如果定義點之前的函數需要引用這些外部變量時，需要在函數內對被引用的外部變量進行說明。外部變量說明的一般形式為：
extern 數據類型 外部變量[，外部變量2……]；
注意：外部變量的定義和外部變量的說明是兩回事。外部變量的定義，必須在所有的函數之外，且只能定義一次。而外部變量的說明，出現在要使用該外部變量的函數內，而且可以出現多次。
[案例7.10] 外部變量的定義與說明。
/*案例代碼文件名：AL7_10.C*/
int vs(int xl,int xw)
{ extern int xh； /*外部變量xh的說明*/
int v；
v=xl*xw*xh； /*直接使用外部變量xh的值*/
return v；
}
main()
{ extern int xw,xh； /*外部變量的說明*/
int xl=5； /*內部變量的定義*/
printf("xl=%d,xw=%d,xh=%d\nv=%d",xl,xw,xh,vs(xl,xw))；
}
int xl=3,xw=4,xh=5； /*外部變量xl、xw、xh的定義*/
[程序演示]
7.5 內部函數和外部函數
當一個源程序由多個源文件組成時，Ｃ語言根據函數能否被其它源文件中的函數調用，將函數分為內部函數和外部函數。
7.5.1 內部函數（又稱靜態函數）
7.5.2 外部函數
7.5.3 多個源程序文件的編譯和連接
7.5.1 內部函數（又稱靜態函數）
如果在一個源文件中定義的函數，只能被本文件中的函數調用，而不能被同一程序其它文件中的函數調用，這種函數稱為內部函數。
定義一個內部函數，只需在函數類型前再加一個“static”關鍵字即可，如下所示：
static 函數類型 函數名(函數參數表)
{……}
關鍵字“static”，譯成中文就是“靜態的”，所以內部函數又稱靜態函數。但此處“static”的含義不是指存儲方式，而是指對函數的作用域僅局限于本文件。
使用內部函數的好處是：不同的人編寫不同的函數時，不用擔心自己定義的函數，是否會與其它文件中的函數同名，因為同名也沒有關系。
7.5.2 外部函數
外部函數的定義：在定義函數時，如果沒有加關鍵字“static”，或冠以關鍵字“extern”，表示此函數是外部函數：
[extern] 函數類型 函數名(函數參數表)
{……}
調用外部函數時，需要對其進行說明：
[extern] 函數類型 函數名(參數類型表)[，函數名2(參數類型表2)……]；
[案例7.11] 外部函數應用。
（1）文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}
（2）文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定義外部函數*/
{……}
（3）文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定義外部函數*/
{……}
（4）文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定義外部函數*/
{……}
7.5.3 多個源程序文件的編譯和連接
（1）一般過程
編輯各源文件 → 創建Project（項目）文件 → 設置項目名稱 → 編譯、連接，運行，查看結果。
（2）創建Project（項目）文件
用編輯源文件相同的方法，創建一個擴展名為.PRJ的項目文件：該文件中僅包括將被編譯、連接的各源文件名，一行一個，其擴展名.C可以缺省；文件名的順序，僅影響編譯的順序，與運行無關。
注意：如果有某個（些）源文件不在當前目錄下，則應在文件名前冠以路徑。
（3）設置項目名稱
打開菜單，選取Project／Project name，輸入項目文件名即可。
（4）編譯、連接，運行，查看結果
與單個源文件相同。編譯產生的目標文件，以及連接產生的可執行文件，它們的主文件名，均與項目文件的主文件名相同。
注意：當前項目文件調試完畢后，應選取Project／Clear project，將其項目名稱從“Project name”中清除（清除后為空）。否則，編譯、連接和運行的，始終是該項目文件！
（5）關于錯誤跟蹤
缺省時，僅跟蹤當前一個源程序文件。如果希望自動跟蹤項目中的所有源文件，則應將Options／Environment／Message Tracking開關置為“All files ”：連續按回車鍵，直至“All files”出現為止。此時，滾動消息窗口中的錯誤信息時，系統會自動加載相應的源文件到編輯窗口中。
也可關閉跟蹤(將“Message Tracking”置為“Off”)。此時，只要定位于感興趣的錯誤信息上，然后回車，系統也會自動將相應源文件加載到編輯窗口中。
7.6 變量的動態存儲與靜態存儲簡介
在Ｃ語言中，對變量的存儲類型說明有以下四種：自動變量(auto)、寄存器變量(register)、外部變量(extern)、靜態變量(static)。自動變量和寄存器變量屬于動態存儲方式，外部變量和靜態內部變量屬于靜態存儲方式。
7.6.1 內部變量的存儲方式
7.6.2 外部變量的存儲方式
7.6.1 內部變量的存儲方式
1．靜態存儲──靜態內部變量
（1）定義格式： static 數據類型 內部變量表；
（2）存儲特點
1）靜態內部變量屬于靜態存儲。在程序執行過程中，即使所在函數調用結束也不釋放。換句話說，在程序執行期間，靜態內部變量始終存在，但其它函數是不能引用它們的。
2）定義但不初始化，則自動賦以"０"（整型和實型）或'\0'（字符型）；且每次調用它們所在的函數時，不再重新賦初值，只是保留上次調用結束時的值！
（3）何時使用靜態內部變量
1）需要保留函數上一次調用結束時的值。
2）變量只被引用而不改變其值。
2．動態存儲──自動局部變量（又稱自動變量）
（1）定義格式：[auto] 數據類型 變量表；
（2）存儲特點
1）自動變量屬于動態存儲方式。在函數中定義的自動變量，只在該函數內有效；函數被調用時分配存儲空間，調用結束就釋放。
在復合語句中定義的自動變量，只在該復合語句中有效；退出復合語句后，也不能再使用，否則將引起錯誤。
2）定義而不初始化，則其值是不確定的。如果初始化，則賦初值操作是在調用時進行的，且每次調用都要重新賦一次初值。
3）由于自動變量的作用域和生存期，都局限于定義它的個體內（函數或復合語句），因此不同的個體中允許使用同名的變量而不會混淆。即使在函數內定義的自動變量，也可與該函數內部的復合語句中定義的自動變量同名。
建議：系統不會混淆，并不意味著人也不會混淆，所以盡量少用同名自動變量！
[案例7.13]自動變量與靜態局部變量的存儲特性。
/*案例代碼文件名：AL7_13.C*/
void auto_static(void)
{ int var_auto=0; /*自動變量：每次調用都重新初始化*/
static int var_static=0; /*靜態局部變量：只初始化1次*/
printf(“var_auto=%d, var_static=%d\n”, var_auto, var_static);
++var_auto;
++var_static;
}
main()
{ int i;
for(i=0; i<5; i++) auto_static();
} [程序演示]
3．寄存器存儲──寄存器變量
一般情況下，變量的值都是存儲在內存中的。為提高執行效率，Ｃ語言允許將局部變量的值存放到寄存器中，這種變量就稱為寄存器變量。定義格式如下：
register 數據類型 變量表；
（1）只有局部變量才能定義成寄存器變量，即全局變量不行。
（2）對寄存器變量的實際處理，隨系統而異。例如，微機上的MSC和TC 將寄存器變量實際當作自動變量處理。
（3）允許使用的寄存器數目是有限的，不能定義任意多個寄存器變量。
7.6.2 外部變量的存儲方式
外部變量屬于靜態存儲方式：
（1）靜態外部變量──只允許被本源文件中的函數引用
其定義格式為： static 數據類型 外部變量表；
（2）非靜態外部變量──允許被其它源文件中的函數引用
定義時缺省static關鍵字的外部變量，即為非靜態外部變量。其它源文件中的函數，引用非靜態外部變量時，需要在引用函數所在的源文件中進行說明：
extern 數據類型 外部變量表；
注意：在函數內的extern變量說明，表示引用本源文件中的外部變量！而函數外（通常在文件開頭）的extern變量說明，表示引用其它文件中的外部變量。
靜態局部變量和靜態外部變量同屬靜態存儲方式，但兩者區別較大：
（1）定義的位置不同。靜態局部變量在函數內定義，靜態外部變量在函數外定義。
（2）作用域不同。靜態局部變量屬于內部變量，其作用域僅限于定義它的函數內；雖然生存期為整個源程序，但其它函數是不能使用它的。
靜態外部變量在函數外定義，其作用域為定義它的源文件內；生存期為整個源程序，但其它源文件中的函數也是不能使用它的。
（3）初始化處理不同。靜態局部變量，僅在第1次調用它所在的函數時被初始化，當再次調用定義它的函數時，不再初始化，而是保留上1次調用結束時的值。而靜態外部變量是在函數外定義的，不存在靜態內部變量的“重復”初始化問題，其當前值由最近1次給它賦值的操作決定。
務必牢記：把局部變量改變為靜態內部變量后，改變了它的存儲方式，即改變了它的生存期。把外部變量改變為靜態外部變量后，改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。因此，關鍵字“static”在不同的地方所起的作用是不同的。
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