C语言：静态全局变量为什么能在外部访问？

Yancy Piggy

已于 2023-01-12 16:11:39 修改

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分类专栏： Linux C 文章标签： c语言开发语言 c++

于 2023-01-12 13:53:20 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Programmerist/article/details/128657857

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文章通过例子解释了全局变量与静态全局变量在C语言中的不同行为。全局变量通常可以在外部通过extern声明访问，而静态全局变量则限制了其作用域，不允许外部访问。文章强调了‘外部’的含义是指单独编译的模块外部，并通过编译和链接过程展示了这一概念。通过示例代码，演示了正确引用全局变量和静态全局变量的方法，以及未正确引用静态全局变量时会出现的链接错误。

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我们在学习全局变量的时候，常说全局变量可以在外部访问，只要在外部加上extern关键字声明，即可使用，而如果这个全局变量加上了static关键字修饰，即变成了【静态全局变量】的时候，外部则无法访问了，但很多人在尝试的时候会发现，外部竟然也可以访问，甚至不加extern关键字都能访问到。

原因是：使用了不正确include，并理解错了“外部”的含义。

下面以linux环境举例说明，假设两个文件v1.c和v2.c，v2.c中包含一个全局变量a，v1中使用extern关键字使用这个a，应该写如下代码：

// v1.c
#include <stdio.h>

int main() {
    extern int a;
    printf("extern int a = %d\n", a);

    return 0;
}

// v2.c
#include <stdio.h>

int a = 100;
static int b = 101;

如果在v1.c中写了#include "v2.c"，那么v2.c会被当成v1.c的一部分，此时虽不在同一个源文件中，但二者仍像在同一个文件中一样，是不能称为“外部”的。必须像如上这种不存在直接include关系的情形，才能称为“外部”。但以上代码如何编译并运行？此处使用gcc来操作：

gcc -c v1.c v2.c              # 编译产生v1.o v2.o
gcc v1.o v2.o -o vmain        # 将v1.o和v2.o经过链接成可执行文件vmain

./vmain    # 执行vmain

执行后得到结果：

[yancy@localhost test]$ gcc -c v1.c v2.c
[yancy@localhost test]$ gcc v1.c v2.c -o vmain
[yancy@localhost test]$ ./vmain
extern int a = 100
[yancy@localhost test]$

以上才是正确的引用外部全局变量的方法。

而用这种方法，在v1.c中引用v2.c中定义的static全局变量：

#include <stdio.h>

int main() {
    extern int a;    // 引用外部的全局变量a
    printf("extern int a = %d\n", a);

    extern int b;    // 试图引用外部的静态全局变量b
    printf("extern int b = %d\n", b);

    return 0;
}

则会在链接环节报错：

[yancy@localhost test]$ gcc -c v1.c v2.c
[yancy@localhost test]$ gcc v1.c v2.c -o vmain
/tmp/ccGRMlxv.o: In function `main':
v1.c:(.text+0x1d): undefined reference to `b'
collect2: error: ld returned 1 exit status
[yancy@localhost test]$

这也证实了，static全局变量无法在外部被使用。

这里的【外部】，实际上是【单独编译的模块外部】，就是这里gcc -c形成的.o文件，每一个.o文件是一个单独的模块，所以不能以【源文件】外部为准，是站在编译角度来说的。当初刚学C语言的时候，并不理解编译、链接等内容，导致这个问题一直没懂，希望这里能帮大家解惑。