C语言中的静态变量与全局变量？

Question

C语言中的静态变量与全局变量：

描述静态局部变量、静态全局变量和全局变量的生命周期、作用域及链接属性。讨论它们各自的适用场景，以及使用时需要注意的潜在问题（如数据竞争、命名冲突等）。

Answer 1

在C语言中，静态变量和全局变量都是在程序执行期间一直存在的持久性存储空间。它们的主要区别在于作用域和链接性。

全局变量：

1. 作用域：全局变量在整个程序中（包括所有源文件）都是可见的，只要在任一源文件中声明了全局变量，那么在所有包含了相应头文件（如果有的话）的源文件中，都可以直接访问这个全局变量。
2. 链接性：全局变量默认是外部链接（external linkage），也就是说，它们在整个程序范围内唯一，链接器负责合并不同源文件中同名的全局变量定义。
3. 生命期：全局变量从程序启动时初始化，直到程序结束时才释放。

静态变量：

1. 全局静态变量：

   • 作用域：全局静态变量在声明它的源文件中可见，而在其他源文件中不可见，除非通过extern关键字重新声明。
   • 链接性：全局静态变量是内部链接（internal linkage），即使在不同源文件中有同名的全局静态变量，它们也不会互相冲突，各自作用于所在文件内部。
   • 生命期：全局静态变量的生命期同样是程序的整个执行过程，但其作用域被限制在声明它的源文件内部。

2. 局部静态变量：

   • 作用域：局部静态变量出现在函数内部，它只在该函数内部可见。
   • 生命期：尽管位于局部作用域内，但局部静态变量不像普通局部变量那样每次函数调用时初始化和销毁，而是在整个程序运行期间只初始化一次，且在函数不再调用时才被销毁。
   • 链接性：局部静态变量具有内部链接性，同名的局部静态变量在不同函数中不会相互影响。

总结起来，全局变量在整个程序中都可见并且在整个程序运行期间存在，而静态变量主要限制了其作用域，全局静态变量限制为单个源文件内，局部静态变量限制为函数内部，但它们的生命期都延续到程序结束。此外，静态变量的内部链接性避免了不同作用域内的同名变量冲突。