Область видимости и внешние переменные

Полезно помнить о классах памяти переменных — auto, register, static, extern — и их области видимости.

Область видимости переменной объявленной в функции — до конца функции.

Область видимости переменной объявленной вне функции — до конца файла C (т.е. во всех функциях в данном файле). Это называется внешняя переменная.

Данные два метода — определение переменной. При определении переменной выделяется область памяти.

Если надо использовать переменную определенную в другом файле, то надо ее объявить в том файле где она не определена extern. При объявлении переменной память не выделяется, а только определяется ее тип. Объявление внешней переменной.

При объявлении массива его размер указывать не обязательно — нужно только указать при определении этого массива.
file_1.c

int x;
int y[10];
int main(void){int z; ...} // переменная z отличается
void test(void){int z; ...} //

file_2.c

extern int x;
extern y[];
void test_2(void){...}

Объект может быть сделан глобально видимым с помощью соответствующих объявлений во всех исходных файлах, образующих программу.

Спецификатор класса памяти в объявлении переменной может быть auto, register, static илиextern. Если класс памяти не указан, то он определяется по умолчанию из контекста объявления.

Объекты классов auto и register имеют локальное время жизни. Спецификаторы static иextern определяют объекты с глобальным временем жизни.

При объявлении переменной на внутреннем уровне может быть использован любой из четырех спецификаторов класса памяти, а если он не указан, то подразумевается класс памятиauto.

Переменная с классом памяти auto имеет локальное время жизни и видна только в блоке, в котором объявлена. Память для такой переменной выделяется при входе в блок и освобождается при выходе из блока. При повторном входе в блок этой переменной может быть выделен другой участок памяти.

Переменная с классом памяти auto автоматически не инициализируется. Она должна быть проинициализирована явно при объявлении путем присвоения ей начального значения. Значение неинициализированной переменной с классом памяти auto считается неопределенным.

Спецификатор класса памяти register предписывает компилятору распределить память для переменной в регистре, если это представляется возможным. Использование регистровой памяти обычно приводит к сокращению времени доступа к переменной. Переменная, объявленная с классом памяти register, имеет ту же область видимости, что и переменнаяauto. Число регистров, которые можно использовать для значений переменных, ограничено возможностями компьютера, и в том случае, если компилятор не имеет в распоряжении свободных регистров, то переменной выделяется память как для класса auto. Класс памятиregister может быть указан только для переменных с типом int или указателей с размером, равным размеру int.

Переменные, объявленные на внутреннем уровне со спецификатором класса памяти static, обеспечиваю возможность сохранить значение переменной при выходе из блока и использовать его при повторном входе в блок. Такая переменная имеет глобальное время жизни и область видимости внутри блока, в котором она объявлена. В отличие от переменных с классом auto, память для которых выделяется в стеке, для переменных с классом staticпамять выделяется в сегменте данных, и поэтому их значение сохраняется при выходе из блока.

Пример: объявления переменной i на внутреннем уровне с классом памяти static.

file1.c

main()
{ ... }
fun1()
{ static int i=0; ... }

file2.c

fun2()
{ static int i=0; ... }
fun3() { static int i=0; ... }

В приведенном примере объявлены три разные переменные с классом памяти static, имеющие одинаковые имена i. Каждая из этих переменных имеет глобальное время жизни, но видима только в том блоке (функции), в которой она объявлена. Эти переменные можно использовать для подсчета числа обращений к каждой из трех функций.

Переменные класса памяти static могут быть инициализированы константным выражением. Если явной инициализации нет, то такой переменной присваивается нулевое значение. При инициализации константным адресным выражением можно использовать адреса любых внешних объектов, кроме адресов объектов с классом памяти auto, так как адрес последних не является константой и изменяется при каждом входе в блок. Инициализация выполняется один раз при первом входе в блок.

Переменная, объявленная локально с классом памяти extern, является ссылкой на переменную с тем же самым именем, определенную глобально в одном из исходных файлов программы. Цель такого объявления состоит в том, чтобы сделать определение переменной глобального уровня видимым внутри блока.