C语言关键字register、extern、static、一些总结，及项目中使用的心得

首先介绍两个概念：

一、变量的生存周期：

变量从建立到撤销的时间段成变量的生存周期。静态变量，从变量产生到整个程序执行结束。当函数使用变量结束后，变量的存储空间依然存在，变量的值也会随着函数的对其的使用而改变。如在函数内定义了一个static变量，那第一次调用该函数后，该变量的值将会被保留，当第二次被调用时，该变量的值还是第一次调用结束时的值。动态变量，顾名思义，变量的存储空间是随着函数的调用动态产生和撤销的。如，在一个函数里定义了动态变量，变量的周期指从变量建立到函数结束，而不是这个程序结束。

二、变量的作用域：

变量的作用域指程序中可以引用该变量的区域，限定这个变量的可用性范围就是这个变量的作用域。变量的作用域和生存周期是不同的概念。

1.   自动变量（autovariable）

函数中的局部变量，如果不用static特别说明，则编译系统默认为自动变量，它在函数调用中分配内存空间，数据存储在动态存储区，在函数调用结束后，自动释放这些空间。

2.   register

一般情况下，变量存放在内存中，当程序中用到哪个值时，将其从内存中取出送到CPU。对于频繁使用的变量，如for循环操作，为了提高效率，可以请求编译器将这个变量保存在CPU的寄存器中，即寄存器变量，从而加快程序的运行。不过现在的编译器，优化性较强，所以不必用register声明变量。

3.    static

(1) static与变量

static与局部变量

在函数中的局部变量，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态局部变量。标识符如果被声明为static，就具有静态生命周期。它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束时，其作用域随之结束。因此，函数执行结束后，变量的存储空间依然存在，不随函数执行结束撤销，但其他函数是不能使用它的，或者说其他函数“看不见”它。静态局部变量只在编译时赋一次初值，如果对变量没有赋初值，则在编译的时候自动赋为0，而且在函数下次调用时，变量的值保持为上次使用结束的值。

static与全局变量

在全局变量前，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态全局变量。这时，只能在此文件中使用变量，别的文件不能使用。

对于全局变量，即使在定义前不加static，它也是按静态方式存储的，static只是影响变量的作用范围，这时可以在别的文件中使用变量。

(2) static与函数

对于函数前加static，表示此函数只能在此文件中调用，别的文件“看不见”它。这样就可以在两个文件中，使用相同的函数名称而互不影响。

(3) static与类

static与类的数据成员

1)       对于类的数据成员，在前面加上static关键字，为静态数据成员，表示这个数据成员不属于某个对象，而是所有对象都可以访问它。而且，即可以像普通数据成员那样通过对象（.操作符）访问，也可以用专有方式，通过类名（::操作符）访问静态数据成员。

2)       静态数据成员在内存中只占一份存储空间，因此，每个对象都可以改变它的值。它的存储空间不随建立的对象的撤销而撤销，而是在程序运行结束时撤销。

3)       不能用参数列表对静态数据成员初始化，如果未对其初始化，子编译系统将其初始化为0。

4)       而非静态数据成员，在产生每一个对象的时候都会对应产生这个数据的一个存储空间。

static与类的成员函数

1)       同静态数据成员类似，静态成员函数也是属于类，不属于对象，所以即可以通过对象（.操作符）访问，也可以通过类名（::操作符）访问静态成员函数。

2)       由于静态成员函数属于类，不属于特定的对象，而this指针是关于特定的对象的，所以静态成员函数没有this指针，静态成员函数一般是用来访问静态数据成员，不访问非静态数据成员（可以访问非静态数据成员，但不提倡这样做）。而非静态的共有（public）成员函数既可以访问静态数据成员也可以访问非静态数据成员。

4.   extern

extern只能用来声明已定义的变量，不能用于变量的定义。

声明包括定义，但不是所有的声明都是定义。关于声明和定义的简单区分方法可以用：建立存储空间的声明称为定义性声明，把不建立存储空间的声明称引用性声明。

int a;        //定义性声明，既是声明，又是定义。为变量a开辟存储空间

extern int a;  //只是声明，不是定义，不为变量a开辟存储空间

(1) 在一个文件内使用extern

变量的作用域，一般是从变量的定义处开始的，如果想在定义变量之前使用这个变量，可以extern来声明外部变量来扩展它的作用域，即同一个文件内，extern声明之后就可以作用域扩大到声明处到文件结束。用extern对此变量进行声明，这里变量声明表示这个变量是已经在别的地方定义的，声明不会产生新的变量也不再给变量分配内存空间。

(2) 在多个文件内使用extern

相信很多程序小白会遇到在多个文件一起编译时，想要调用一个变量却出现各种报错的情况，这时只需要掌握extern的用法就能解决这个问题。

对于多个源文件，如果想在一个文件中使用另一个已定义的外部变量，可以在未定义该外部变量的文件内做extern声明即可以使用，编译时遇到extern，会先在文件内找是否定义了该外部变量。如果未找到则在链接时在其他文件中找。如果在两个文件中定义了一个同名变量，会出现重复定义的错误。但是需要注意在不同文件中extern声明变量，会相互影响，可能执行一个文件时改变了该全局变量的值，影响其他文件的调用。如果我们希望该外部变量只能在本文件内使用，而不能被其他文件引用可以在外部变量定义时加static声明。防止别人写的模块误用。也就是说，一个文件中用了static int a；试图在另一个文件中用extern int a来扩展a的作用域是不行的，这个操作可以通过编译，但不能运行。将static去掉，程序可运行。

心得：这些c语言中修饰变量的关键字，在写项目时的用处很大，虽然在很多时候，不使用它们不会影响的程序的操作，但是作为一个优秀的程序员，我们需要掌握更多有效的工具，写出好的项目，需要我们掌握这些基本功。只有掌握更多的技巧或者说是编程经验，这样才能写出更好，可移植性更高的程序，才能成为一个自我修养更好的程序员。总之，在实战中不断提高自己，遇到问题，要不断学习，并解决这些问题，水平才会的到更好的提升！