函数的声明和定义(涵盖static和extern)
(本篇文章为对上一篇文章的补充内容,建议将上一篇文章浏览后,再阅读哈)
1.单个⽂件
⼀般我们在使⽤函数的时候,直接将函数写出来就使⽤了。 ⽐如:我们要写⼀个函数判断⼀年是否是闰年。

上⾯代码中橙⾊的部分是函数的定义,绿⾊的部分是函数的调⽤。这种场景下是函数的定义在函数调⽤之前。那如果我们将函数的定义放在函数的调⽤后边呢?


这个代码在VS2022上编译,会出现下⾯的警告信息:

为什么呢?
这是因为C语⾔编译器对源代码进⾏编译的时候,从第⼀⾏往下扫描的,当遇到第7⾏的is_leap_year函数调⽤的时候,并没有发现前⾯有 is_leap_year的定义,就报出了上述的警告。
把怎么解决这个问题呢?
就是函数调⽤之前先声明⼀下is_leap_year这个函数,声明函数只要交代清楚:函数名,函数的返回类型和函数的参数。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
int is_leap_year(int y);
//函数声明
int main()
{
int y = 0;
scanf("%d", &y);
int r = is_leap_year(y);
//函数调用
if (r == 1)
printf("闰年\n");
else
printf("非闰年\n");
return 0;
}
//函数定义
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
return 1;
else
return 0;
}

函数声明:
就是告诉编译器函数名是什么,参数类型是什么,返回类型是什么。int is_leap_year(int y);这就是函数声明,函数声明中参数只保留类型,省略掉名字也是可以的。
函数的调⽤⼀定要满意,先声明后使⽤;函数的定义也是⼀种特殊的声明,所以如果函数定义放在调⽤之前也是可以的。
2.多个文件
⼀般在企业中我们写代码时候,代码可能⽐较多,不会将所有的代码都放在⼀个⽂件中;我们往往会 根据程序的功能,将代码拆分放在多个⽂件中。
⼀般情况下,函数的声明、类型的声明放在头⽂件(.h)中,函数的实现是放在源⽂件(.c)⽂件中。
这是一个求和的代码和运行结果截图:

现在我们将其置于不同的文件中:
创建头文件:


再创建一个源文件:


在创建的头文件中编写代码:

在创建的源文件中编写代码:

在普通的源文件中编写代码:


接下来运行代码:

多文件书写的好处?
逻辑清晰
方便多人合作(不同的模块,不同的人写)
适当的隐藏代码
3.static 和extern

在讲解 static 和 extern 之前再讲⼀下:作⽤域和⽣命周期。
作⽤域(scope)是程序设计概念,通常来说,⼀段程序代码中所⽤到的名字并不总是有效(可⽤)的,⽽限定这个名字的可⽤性的代码范围就是这个名字的作⽤域。

将代码写成这样时会报错,int a 只是局部作用,只对 printf("a = %d\n", a); 起作用,而修改后,作⽤域是两个printf:


所以:
1. 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。
2. 全局变量的作⽤域是整个⼯程(项⽬)。

⽣命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段。
1. 局部变量的⽣命周期是:进⼊作⽤域变量创建,⽣命周期开始,出作⽤域⽣命周期结束。
2. 全局变量的⽣命周期是:整个程序的⽣命周期。
程序的生命周期就是 main 函数的生命周期。
4.static 修饰局部变量
下面这段程序会输出什么呢?
//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
int i = 0;
i++;
printf("%d ", i);
}
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)//5次循环
{
test();
}
return 0;
}

为什么输出11111呢?
因为test函数内部的i时局部变量,每次进入函数的时候,i会创建。出函数的时候会销毁。
再运行一下下一段代码:
//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
//static修饰局部变量
static int n = 0;
n++;
printf("%d ", n);
}
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
test();
}
return 0;
}

为什么是12345呢?
n运行以后,没有被销毁,所以下一次运行还用的当次运行的数值。
结论:
static修饰局部变量改变了变量的⽣命周期,⽣命周期改变的本质是改变了变量的存储类型,本来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的,但是被static 修饰后存储到了静态区。存储在静态区的变量和全局变量是⼀样的,⽣命周期就和程序的⽣命周期⼀样了,只有程序结束,变量才销毁,内存才 回收。但是作⽤域不变的。

未来一个变量出了函数后,我们还想保留值,等下一次进入函数继续使用,就可以使用static修饰。
5.extern的声明
以下这种情况:
直接使用,会报错

怎么办呢?
需要:

这样运行的时候就不会报错啦!

6.static 修饰全局变量
在上述情况中,再加入static:
还是报错了。

为什么呢?
⼀个全局变量被static修饰,使得这个全局变量只能在本源⽂件内使⽤,不能在其他源⽂件内使⽤。
本质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的,在外部的⽂件中想使⽤,只要适当的声明就可以使⽤;但是全局变量被 static 修饰之后,外部链接属性就变成了内部链接属性,只能在⾃⼰所在的源⽂件内部使⽤了,其他源⽂件,即使声明了,也是⽆法正常使⽤的。
所以:
如果⼀个全局变量,只想在所在的源⽂件内部使⽤,不想被其他⽂件发现,就可以使⽤ static修饰。
7.static 修饰函数
对于以下函数,正常运行情况如下:

如果加入:static
报错:

出现了链接错误。
为什么呢?
static 修饰函数和 static 修饰全局变量是⼀模⼀样的,⼀个函数在整个⼯程都可以使⽤,被static修饰后,只能在本⽂件内部使⽤,其他⽂件⽆法正常的链接使⽤了。
本质是因为函数默认是具有外部链接属性,具有外部链接属性,使得函数在整个⼯程中只要适当的声明就可以被使⽤。但是被 static 修饰后变成了内部链接属性,使得函数只能在⾃⼰所在源⽂件内部使⽤。
所以:
⼀个函数只想在所在的源⽂件内部使⽤,不想被其他源⽂件使⽤,就可以使⽤ static 修饰。
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