局部变量的存储类别（下）

上面我们讲了自动（auto）变量和静态（static）变量，接下来我们将剩下的部分。

寄存器变量

一般情况下，变量（动态变量或静态变量）一般都存放在内存中，当程序需要用到哪个变量的时候，控制器发出一个指令，将内存中该变量的值发送到运算器中，经过运算器进行运算。如果需要存储数据，那就等运算结束后，再从运算器将数据送回内存。
其实还是蛮好理解的，就是从内存拿了数去运算器运算，算完了结果再返回给内存存储。但是如果遇到一些变量频繁的使用，我们就要频繁的执行取了算-算了存这样的操作，比如我们要循环100000次，这样我们每次存取的过程都会非常浪费时间。
为了解决这样的问题，程序允许我们将数据存放在 CPU 的寄存器中，需要的时候从寄存器中取数据到运算器就好了。你会发现这还是一个取了算-算了存的过程，怎么会解决我们存取时浪费时间的问题呢？

因为数据在 CPU 寄存器中读取的速度远大于在内存中的速度，就好像从老式软盘升级到了 SSD 固态硬盘。所以我们的存取过程的时间大幅度节省了。

我们称这种存放在CPU寄存器中的变量 叫做寄存器变量，用关键字 register 进行声明。

1	register int name; //声明一个名叫 name 的寄存器整型变量

随着计算机性能的提高，编译器已经能够识别那些经常被频繁调用的变量，并自动将其设置为寄存器变量。所我们只需要了解和认识有这种变量即可。

介绍完局部变量的存储类别，我们学习了三种局部变量，三种局部变量分别存储在不同的区域。自动局部变量存储在动态存储区、静态局部变量存储在静态存储区、寄存器局部变量存储在 CPU 寄存器中。

全局变量的存储类别

全局变量都是存放在静态存储区的，所以他们的生存期是固定的，即从程序开始执行到程序结束。但是对于全局变量来说，它需要知道自己的作用域从何处开始，何处结束。
一般来说，外部变量，是从函数外定义的全局变量，全局变量从它声明的那一刻起到本程序的末尾都有效。在这个范围内的各个函数都可以引用全局变量。如果我们需要扩展全局变量的作用域，有以下集中情况。

在一个文件内扩展外部变量的作用域

如果外部变量没有在文件的开头定义，其有效的作用域仅存在与变量定义处到文件结束的这个区间。在定义点之前的函数无法引用该外部变量。
如果我们需要引用定义在下方的外部变量，在引用之前，需要用关键字extern对该变量做外部变量声明。表示把外部变量的作用域扩展到此处。这样外部变量的起始范围就扩大到了从声明处到文件末尾了。

例子

#include <stdio.h>
int main(){
    extern int A,B,C;
    int max(int a,int b);
    printf("请输入三个数：\n");
    scanf("%d %d %d",&A,&B,&C);
    printf("这三个数中最大的是%d！\n",max(A,max(B,C)));
}
int A,B,C;
int max(int a, int b){
    int big;
    big=a>b? a:b;
    return (big);
}

上面这个例子我们可以看出，在 main 函数中引用 A、B、C三个全局变量，但是这三个全局变量在 main 函数下面才定义的，为了使 main 函数能够正确是识别和使用这三个变量，我们使用 extern 将这三个变量的作用与扩展到了 main 函数的第一行，这样我们就可以在 main 函数中使用这三个变量了。

我们在使用 extern 的时候，也可以不写类型名，extern int a和extern a其实是一样的，因为 extern 不是声明变量，不必说明变量类型，有名字就好了~

将外部变量的作用域扩展到其他文件

我们知道，外部变量的作用范围一般是从定义位置起到该源程序文件的尾部，如果我们需要跨文件使用一个全局变量呢？
例如，我们在 A 文件中定义并使用了 average 这个全局变量，但是这个全局变量的有效作用域只到这个文件的结尾处。如果我们在 B 文件中再次调用 average 这个全局变量，是找不到的，所以，在 B 文件中，我们使用 extern 将 average 变量链接过去。

例子

A.c 文件

#include <stdio.h>
int AGE;
int main(){
scanf("%d",&age);
return 0;
}

B.c 文件

1 2	extern int AGE; printf("输入的年龄是：%d 岁",AGE);

上面这个例子中，我们在 A 文件中声明了 AGE 全局变量，然后在 B 文件中，使用 extern 将 A 文件中的 AGE 全局变量进行了链接。如果我们的程序有5个这样的文件，那么在其他的4个文件想使用 A 文件中的全局变量的话，都需要在文件头处输入 extern 指令。

extern 的运行逻辑
在系统遇到 extern 时，首先在本文件中找外部变量，如果找到，那就在本文件中扩展该变量的作用域。如果没有找到，那就在其他的文件中找该变量的定义，如果找到了就进行链接，扩展作用域到本文件中，如果没有找到，那就报错。

将外部变量的作用域扩展到本文件中

如果说，我们希望在本文件中的全局变量，不要被其他文件使用。那么我们就需要在定义外部变量时增加一个 static 的声明。

A.c 文件

#include <stdio.h>
static int A;
int main(){
scanf("%d",A);
return 0;
}

B.c 文件

1 2	extern A; printf("%d",A);

上面的这种方法，B 文件是会报错的，因为在 A 文件中声明全局变量 A 的时候，对变量 A 进行了 static 的声明，所以不能被 B 文件 extern 进行链接。

不要被 static 误解

因为全局变量已经是存放在静态存储区域了，所以，这里再次使用 static 是为了声明这个变量的作用域只限制在该文件中，不被其它文件引用。

我们在多人编写程序时，如果在自己的文件中需要使用全局变量，但又不想影响到其他人的程序，可以在文件中使用静态全局变量，这样就可以只在该源程序文件中使用，也使得源程序文件更加的模块化。

注意
在是使用 auto、static 或者 register 时，都是在定义变量时使用，不能单独给已经定义的变量使用。

尾巴

这是我的个人学习笔记，主要是应付考研复习使用，充斥着一些吐槽和个人观点，并不严谨，欢迎大家参考、指正。

局部变量的存储类别 （下）