C/C++中extern和static
本篇博文主要是记录一下自己肤浅的理解，同时帮助跟我一样正在学习过程中的同伴。请大佬们指出文中不妥之处，万分感谢！
相信学习C/C++语言的小白对extern并不陌生，根据自己的学习，和大家交流一下extern的相关知识
1 extern概念
extern是C/C++中的一个关键字，主要是针对变量和函数而言。
这里只讨论变量。
2 extern作用
extern用于声明外部变量。提到这里，就不得不说一下声明和定义两个概念。
2.1 变量声明
声明：用于向程序表明变量的类型和名字。声明不分配内存空间。
2.2 变量定义
定义：给变量分配内存空间，还可以给变量赋初始值。
变量可以有多次声明，但是有且只能有一次定义
定义也是声明，但是extern声明不是定义，也不分配内存空间，除非给extern变量赋初值时才是定义
2.3 声明和定义举例
（1）未初始化
int i; //声明,也是定义，只不过没有初始化
extern int i; //声明，不是定义
（2）初始化
extern int i = 666; //有初始化，定义
3 为什么使用extern
比如说有a.c, b.c两个源文件和一个c.h头文件，当一个变量在a.c, b.c多个源文件中同时使用时，如果把变量在头文件c.h中定义，每个*.c文件都包含c.h这个头文件，这样编译器会提示变量多次定义的错误。
怎么来避免这个错误呢，就该extern出场了。在一个源文件里定义这个变量，其他源文件使用这个变量时用extern声明这个变量为外部变量。
4 怎么使用extern
4.1 基本数据类型定义变量
用基本数据类型定义变量时，只需在一个源文件里定义这个变量，其他源文件使用这个变量时用extern声明这个变量为外部变量。例如：
在a.c中定义的变量b.c中要使用
/*a.c*/
#include<stdio.h>
int age;
int main()
{
age = 18;
printf("I am %d years old", age);
return 0;
}
/*b.c*/
#include<stdio.h>
extern int age; //声明为外部变量
int main()
{
age = 19;
printf("I am %d years old", age);
return 0;
}
4.2 自定义类型定义变量
若是自定义变量，比如结构体，结构体一般是在头文件中定义，那么两个源文件都要包含这个头文件。例如：
/*a.h*/
#pragma once
typedef struct _student
{
char name[20];
int age;
}student;
/*a.c*/
#include<stdio.h>
#include"a.h" //要包含头文件
student stu;
int main()
{
stu->age = 18;
printf("I am %d years old", stu->age);
return 0;
}
/*b.c*/
#include<stdio.h>
#include"a.h" //也要包含头文件
extern student stu;
int main()
{
stu->age = 19;
printf("I am %d years old", stu->age);
return 0;
}
5 static
static用于定义静态变量。既可以修饰全局变量，又可以修饰局部变量；既可以用于面向过程程序设计，也可以用于面向对象程序设计。面向过程和面向对象使用static关键字有不同。
static修饰的静态变量，不管是全局静态变量还是局部静态变量，都是放在全局数据区。
5.1 面向对象的static
5.1.1 局部静态变量
static修饰局部变量：该局部静态变量的生命周期在整个程序运行期间都有效，所有的文件都可以访问。
例如:
//example
#include<stdio.h>
int func(int a)
{
static int c = 2;
c += a;
return c;
}
int main()
{
int a = 1, b;
b = func(a++);
printf("b：%d", b);
b = func(a++);
printf("b：%d", b);
return 0;
}
在函数体内定义变量，变量的作用域仅限于该函数体的一次执行，因为当程序运行到该语句时在在栈上分配内存，函数该函数体运行完后，该变量的内存会被自动释放。这样，如果我们第二次使用改变量要在第一次使用的基础上时，就出现了问题。
static关键字正好解决了这一问题，上面也提到过，static关键字修饰的变量存储在全局数据区，可以一直在原来的技术上使用该局部静态变量。
局部静态变量有以下特点：
1 局部静态变量在全局数据区分配内存；
2 局部静态变量在程序执行到该变量的声明处时被首次初始化，以后使用不再初始化；
3 局部静态变量一般在声明处被初始化，如果没有显式初始化，会被默认初始化为0；
4 它始终在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域仍为局部作用域，当其所在函数或语句块结束时，其随之结束。
5.1.2 全局静态变量
static修饰全局变量：该全局静态变量作用域只限于本文件，其他文件不能访问。也即在其他文件中定义一个相同名字的变量，编译器不会报错。
例如：
/*file1*/
#include<stdio.h>
static int age; //声明为外部变量
int main()
{
age = 19;
printf("I am %d years old", age);
return 0;
}
/*file2*/
#include<stdio.h>
extern int age; //声明为外部变量
int main()
{
age = 19;
printf("I am %d years old", age);
return 0;
}
这两个文件编译都没问题，但是运行的时候就会出现错误。将file1中的static int age; 改为int age;之后，两个文件都可编译运行了。
所以，静态全局变量不能被其他文件引用。
