8.C语言局部变量和全局变量

在讨论函数的形参变量时曾经提到，形参变量只在被调用期间才分配内存单元，调用结束立即释放。这一点表明形参变量只有在函数内才是有效的，离开该函数就不能再使用了。这种变量有效性的范围称变量的作用域。不仅对于形参变量，C语言中所有的量都有自己的作用域。变量说明的方式不同，其作用域也不同。

C语言中的变量，按作用域范围可分为两种，即局部变量和全局变量。

局部变量

局部变量也称为内部变量。局部变量是在函数内作定义说明的。其作用域仅限于函数内，离开该函数后再使用这种变量是非法的。例如：

int f1(int a){
    int b,c;  /* a,b,c仅在函数f1()内有效 */
}
int f2(int x){
    int y,z;  /* x,y,z仅在函数f2()内有效 */
}
main(){
    int m,n;  /* m,n仅在函数main()内有效 */
}

在函数f1内定义了三个变量，a为形参，b、c为一般变量。在 f1的范围内a、b、c有效，或者说a、b、c变量的作用域限于f1内。同理，x、y、z的作用域限于f2内。m、n的作用域限于main函数内。

关于局部变量的作用域还要说明以下几点：

主函数中定义的变量也只能在主函数中使用，不能在其它函数中使用。同时，主函数中也不能使用其它函数中定义的变量。因为主函数也是一个函数，它与其它函数是平行关系。这一点是与其它语言不同的，应予以注意。
形参变量是属于被调函数的局部变量，实参变量是属于主调函数的局部变量。
允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。如在前例中，形参和实参的变量名都为n，是完全允许的。

在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。例如：

main(){
    int s,a;
    /* …… */
    {
        int b;
        s=a+b;
        /* ……*/    /*b作用域*/
    }
    /* …… */    /*s,a作用域*/
}

【例8-12】

main(){
    int i=2, j=3, k;
    k=i+j;
    {
        int k=8;
        printf("%d
",k);
    }
    printf("%d
",k);
}

本程序在main中定义了i、j、k三个变量，其中k未赋初值。而在复合语句内又定义了一个变量k，并赋初值为8。应该注意这两个k不是同一个变量。在复合语句外由main定义的k起作用，而在复合语句内则由在复合语句内定义的k起作用。因此程序第3行的k为main所定义，其值应为5。第6行输出k值，该行在复合语句内，由复合语句内定义的k起作用，其初值为8，故输出值为8，第8行输出i，k值。i是在整个程序中有效的，第6行对i赋值为3，故以输出也为3。而第8行已在复合语句之外，输出的k应为main所定义的k，此k值由第3 行已获得为5，故输出也为5。

全局变量

全局变量也称为外部变量，它是在函数外部定义的变量。它不属于哪一个函数，它属于一个源程序文件。其作用域是整个源程序。

在函数中使用全局变量，一般应作全局变量说明。只有在函数内经过说明的全局变量才能使用。全局变量的说明符为extern。但在一个函数之前定义的全局变量，在该函数内使用可不再加以说明。例如：

int a,b;  /* 外部变量 */
void f1(){  /* 函数f1 */
    /* …… */
}
float x,y;  /* 外部变量 */
int fz(){  /* 函数fz */
    /* …… */
}
main(){  /* 主函数 */
    /* …… */
}

从上例可以看出a、b、x、y 都是在函数外部定义的外部变量，都是全局变量。但x、y 定义在函数f1之后，而在f1内又无对x、y的说明，所以它们在f1内无效。a、b定义在源程序最前面，因此在f1、f2及main内不加说明也可使用。

【例8-13】输入正方体的长宽高l、w、h。求体积及三个面xy、xz、y*z的面积。

int s1,s2,s3;
int vs( int a,int b,int c){
    int v;
    v=a*b*c;
    s1=a*b;
    s2=b*c;
    s3=a*c;
    return v;
}
main(){
    int v,l,w,h;
    printf("
input length,width and height
");
    scanf("%d%d%d",&l,&w,&h);
    v=vs(l,w,h);
    printf("
v=%d,s1=%d,s2=%d,s3=%d
",v,s1,s2,s3);
}

【例8-14】外部变量与局部变量同名。

int a=3, b=5;  /* a,b为外部变量 */
max(int a,int b){  /* a,b为外部变量 */
    int c;
    c=a>b ? a : b;
    return(c);
}
main(){
    int a=8;
    printf("%d
",max(a,b));
}

如果同一个源文件中，外部变量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，外部变量被“屏蔽”，即它不起作用。