- 定义:只能出现在一个地方 ,确定对象的类型并且分配内存,用于创建新的对象。例如 int my_array[100]
- 声明:可以多次出现,描述对象的类型,用于指代其他地方定义的对象 ,例如:extern int my_array[]
int a; //分配了内存,是定义
extern int a; //没有分配内存,是声明
int a = 1; //分配了内存,是定义
extern int a = 1; //分配了内存,是定义,此时 extern 可省略,与 int a = 1;等价
- 在一个源程序中,一个变量不可以定义两次;
- 局部变量和全局变量可以重名,这不会导致重复定义错误;因为这种情况不会被认定为同一个变量,局部变量在使用时会屏蔽全局变量;
- 当两个定义重名且具有相同的作用域会导致重复定义错误。
extern
和 static
变量
- 它们都位于全局 / 静态存储区,即 在程序的整个运行期间都存在;
static 局部变量
的作用域为当前代码块,static 全局变量
的作用域为当前源文件(.c .cpp
文件),虽然他们在整个程序的运行期间都存在,但是脱离作用域后将无法被访问;extern 全局变量
不但可以被其所在的源文件使用,也可以被同一程序的其他源文件使用
/*--------------------------head.h---------------------------*/
#pragma once
int a;
/*--------------------------head.c---------------------------*/
#include "head.h"
/*--------------------------main.c---------------------------*/
#include "head.h"
int main()
{
return 0;
}
以上代码中,在头文件 head.h
中定义了普通全局变量 a
,头文件 head.h
被 源文件 head.c
和 main.c
同时包含,
执行gcc -Wall head.c main.c -o main
编译以上代码失败,报重复定义错误:
/tmp/ccRNAavK.o:(.bss+0x0): multiple definition of `a'
/tmp/ccH2JR3U.o:(.bss+0x0): first defined here
collect2: ld 返回 1
结果分析:
1、全局变量 a 在源文件 head.c
和 main.c
中各自定义一次,重复定义。
2、这个错误是在链接阶段出现的,单独将head.c
和 main.c
编译成 .o 文件不会出现错误;
3、但是在链接阶段,编译器会发现全局变量 a
被分配了两次空间,拥有两个内存地址,故报错
static 全局变量在编译时不会报重复定义的错误,是因为它把每个源文件的全局变量作用域限定在当前源文件;
各个源文件互相不知道对方拥有此变量,因此不会报错;
但是——这样导致每个源文件的这个全局变量都是不同的,即使它们拥有相同的变量名。
/*--------------------------head.h---------------------------*/
#pragma once
static int a;
void change_a(int b);
int get_a();
int* get_a_address();
/*--------------------------head.c---------------------------*/
#include "head.h"
void change_a(int b) {
a = b;
}
int get_a() {
return a;
}
int* get_a_address()
{
return &a;
}
/*--------------------------main.c---------------------------*/
#include "head.h"
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("初始:\n");
printf("main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", a, &a);
printf("head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", get_a(), get_a_address);
printf("在 main.c 中修改 a 为 1:\n");
a = 1;
printf("main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", a, &a);
printf("head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", get_a(), get_a_address);
printf("在 head.c 中修改 a 为 2:\n");
change_a(2);
printf("main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", a, &a);
printf("head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: %d, a 的地址: %p\n", get_a(), get_a_address);
return 0;
}
以上代码中,在头文件 head.h
中定义了全局变量 a
,
头文件 head.h
被 源文件 head.c
和 main.c
同时包含,因此,static 全局变量 a
在源文件 head.c
和 main.c
中各自定义,但不是同一个变量。
执行gcc -Wall head.c main.c -o main
编译成功,运行结果如下:
初始:
main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 0, a 的地址: 0x600b34
head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 0, a 的地址: 0x400522
在 main.c 中修改 a 为 1:
main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 1, a 的地址: 0x600b34
head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 0, a 的地址: 0x400522
在 head.c 中修改 a 为 2:
main.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 1, a 的地址: 0x600b34
head.c 源文件中 static全局变量 a 的值: 2, a 的地址: 0x400522
/*--------------------------head.h---------------------------*/
#pragma once
extern int a;
/*--------------------------head.c---------------------------*/
#include "head.h"
/*--------------------------main.c---------------------------*/
#include "head.h"
int main()
{
a = 1; //这里不是定义,只是赋值操作;
return 0;
}
/tmp/cc5BhtrL.o: In function `main':
main.c:(.text+0x6): undefined reference to `a'
collect2: ld 返回 1
结果分析:
1、head.h 中声明了一个全局变量 a
,没有进行定义,这导致——head.c
和 main.c
源文件中各自包含全局变量 a
的声明,整个源程序将找不到 全局变量 a
的 定义,当 main 函数试图使用变量 a 时,发生报错;
2、如果将 main 函数中的 a = 1;
改成int a = 1;
,可以正常运行,但这是创建了局部变量 a
,全局变量 a
仍旧未被定义,无法使用。
/*--------------------------head.h---------------------------*/
#pragma once
extern int a;
/*--------------------------head.c---------------------------*/
#include "head.h"
int a; //定义可以放到main.c,但必须只有一次定义
/*--------------------------main.c---------------------------*/
#include "head.h"
int main()
{
return 0;
}
这是正确的使用,分析:
1、头文件 head.h
在 #include "head.h"
处展开,故源文件 head.c
和 main.c
都声明了一个 extern 全局变量 a
;
2、head.c
在声明之后,为 全局变量 a
分配了空间,即定义了 a ;
3、main.c
在声明之后,没有进行定义,但 extern
告知编译器此变量已经在其他地方定义了,故可以正常编译
4、链接阶段时,main.o
将在 head.o
中找到 全局变量 a
,编译成功,此时源程序中拥有唯一的、可全局使用的 全局变量 a
。
正确使用全局变量的方式:
1、在头文件中声明全局变量 a;
2、在使用到 全局变量 a
的任意一个源文件中,进行一次定义,同时,整个源程序中,不能出现第二次定义。
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