C 作用域规则代码实例

C 作用域规则概述

C 语言中的作用域规则定义了变量、函数和其他标识符在程序中的可见性和生命周期。作用域分为全局作用域、局部作用域、块作用域和函数原型作用域。理解这些规则对编写高效、可维护的代码至关重要。

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全局作用域

全局变量在所有函数之外声明，从声明点开始到文件结束均可访问。

#include <stdio.h>

int global_var = 10; // 全局变量

void func() {
    printf("Global var: %d\n", global_var); // 可访问
}

int main() {
    func();
    printf("Global var in main: %d\n", global_var); // 可访问
    return 0;
}

特点：

• 生命周期为整个程序运行期间。
• 未初始化的全局变量默认值为 0。
• 其他文件通过 extern 关键字可访问。

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局部作用域

局部变量在函数或块内声明，仅在其所属的范围内可见。

#include <stdio.h>

void func() {
    int local_var = 20; // 局部变量
    printf("Local var: %d\n", local_var); // 可访问
}

int main() {
    func();
    // printf("Local var in main: %d\n", local_var); // 编译错误：未定义
    return 0;
}

特点：

• 生命周期为函数或块的执行期间。
• 未初始化的局部变量值为未定义（垃圾值）。
• 同名局部变量会屏蔽全局变量。

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块作用域

块是 {} 包围的代码区域，变量在块内声明时仅在该块内有效。

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 5;
    {
        int x = 10; // 块内局部变量
        printf("Inner x: %d\n", x); // 输出 10
    }
    printf("Outer x: %d\n", x); // 输出 5
    return 0;
}

特点：

• 常用于 if、for、while 等控制结构中。
• 同名变量会屏蔽外层变量。

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函数原型作用域

函数原型中的形参作用域仅限原型内，通常仅用于类型检查。

#include <stdio.h>

void func(int param); // param 仅在原型中可见

int main() {
    func(100);
    return 0;
}

void func(int param) {
    printf("Param: %d\n", param); // 实际参数名可不同
}

特点：

• 形参名在原型中可省略（如 void func(int);）。

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作用域覆盖示例

同名变量在不同作用域中可能发生覆盖。

#include <stdio.h>

int var = 1; // 全局变量

void demo() {
    int var = 2; // 局部变量覆盖全局变量
    printf("Local var: %d\n", var); // 输出 2
    {
        int var = 3; // 块变量覆盖局部变量
        printf("Block var: %d\n", var); // 输出 3
    }
    printf("Local var again: %d\n", var); // 输出 2
}

int main() {
    demo();
    printf("Global var: %d\n", var); // 输出 1
    return 0;
}

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静态局部变量

static 修饰的局部变量作用域仍为局部，但生命周期延长至程序结束。

#include <stdio.h>

void counter() {
    static int count = 0; // 静态局部变量
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}

int main() {
    counter(); // 输出 1
    counter(); // 输出 2
    return 0;
}

特点：

• 仅初始化一次，保留上次调用的值。
• 默认初始化为 0。

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多文件作用域

通过 extern 和 static 控制跨文件访问。

file1.c:

#include <stdio.h>

int global_var = 100; // 其他文件可访问
static int file_scope = 200; // 仅当前文件可访问

void print_vars() {
    printf("Global: %d, Static: %d\n", global_var, file_scope);
}

file2.c:

#include <stdio.h>

extern int global_var; // 声明来自其他文件
// extern int file_scope; // 错误：无法访问 static 变量

int main() {
    printf("Global var in file2: %d\n", global_var); // 输出 100
    return 0;
}

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总结

• 全局作用域：跨函数和文件访问。
• 局部作用域：限于函数或块内部。
• 静态变量：延长生命周期但限制作用域。
• 覆盖规则：内层作用域优先。
• 多文件管理：通过 extern 和 static 控制可见性。