c語言全局變量和局部變量的示例代碼

在《c語言形參和實參的區別》中提到，形參變量要等到函數被調用時才分配內存，調用結束后立即釋放內存。這說明形參變量的作用域非常有限，只能在函數內部使用，離開該函數就無效了。所謂作用域（scope），就是變量的有效范圍。

不僅對于形參變量，c語言中所有的變量都有自己的作用域。決定變量作用域的是變量的定義位置。

局部變量

定義在函數內部的變量稱為局部變量（local variable），它的作用域僅限于函數內部， 離開該函數后就是無效的，再使用就會報錯。例如：

int f1(int a){
  int b,c;  //a,b,c僅在函數f1()內有效
  return a+b+c;
}
int main(){
  int m,n;  //m,n僅在函數main()內有效
  return 0;
}

幾點說明：

1) 在 main 函數中定義的變量也是局部變量，只能在 main 函數中使用；同時，main 函數中也不能使用其它函數中定義的變量。main 函數也是一個函數，與其它函數地位平等。

2) 形參變量、在函數體內定義的變量都是局部變量。實參給形參傳值的過程也就是給局部變量賦值的過程。

3) 可以在不同的函數中使用相同的變量名，它們表示不同的數據，分配不同的內存，互不干擾，也不會發生混淆。

4) 在語句塊中也可定義變量，它的作用域只限于當前語句塊。

全局變量

在所有函數外部定義的變量稱為全局變量（global variable），它的作用域默認是整個程序，也就是所有的源文件，包括 .c 和 .h 文件。例如：

int a, b;  //全局變量
void func1(){
  //todo:
}
float x,y;  //全局變量
int func2(){
  //todo:
}
int main(){
  //todo:
  return 0;
}

a、b、x、y 都是在函數外部定義的全局變量。c語言代碼是從前往后依次執行的，由于 x、y 定義在函數 func1() 之后，所以在 func1() 內無效；而 a、b 定義在源程序的開頭，所以在 func1()、func2() 和 main() 內都有效。

局部變量和全局變量的綜合示例

【示例1】輸出變量的值：

#include <stdio.h>
int n = 10;  //全局變量
void func1(){
  int n = 20;  //局部變量
  printf("func1 n: %d\n", n);
}
void func2(int n){
  printf("func2 n: %d\n", n);
}
void func3(){
  printf("func3 n: %d\n", n);
}
int main(){
  int n = 30;  //局部變量
  func1();
  func2(n);
  func3();
  //代碼塊由{}包圍
  {
      int n = 40;  //局部變量
      printf("block n: %d\n", n);
  }
  printf("main n: %d\n", n);
  return 0;
}

運行結果：

func1 n: 20
func2 n: 30
func3 n: 10
block n: 40
main n: 30

代碼中雖然定義了多個同名變量 n，但它們的作用域不同，在內存中的位置（地址）也不同，所以是相互獨立的變量，互不影響，不會產生重復定義（redefinition）錯誤。

1) 對于 func1()，輸出結果為 20，顯然使用的是函數內部的 n，而不是外部的 n；func2() 也是相同的情況。

當全局變量和局部變量同名時，在局部范圍內全局變量被“屏蔽”，不再起作用。或者說，變量的使用遵循就近原則，如果在當前作用域中存在同名變量，就不會向更大的作用域中去尋找變量。

2) func3() 輸出 10，使用的是全局變量，因為在 func3() 函數中不存在局部變量 n，所以編譯器只能到函數外部，也就是全局作用域中去尋找變量 n。

3) 由{ }包圍的代碼塊也擁有獨立的作用域，printf() 使用它自己內部的變量 n，輸出 40。

4) c語言規定，只能從小的作用域向大的作用域中去尋找變量，而不能反過來，使用更小的作用域中的變量。對于 main() 函數，即使代碼塊中的 n 離輸出語句更近，但它仍然會使用 main() 函數開頭定義的 n，所以輸出結果是 30。

【示例2】根據長方體的長寬高求它的體積以及三個面的面積。

#include <stdio.h>
int s1, s2, s3;  //面積
int vs(int a, int b, int c){
  int v;  //體積
  v = a * b * c;
  s1 = a * b;
  s2 = b * c;
  s3 = a * c;
  return v;
}
int main(){
  int v, length, width, height;
  printf("input length, width and height: ");
  scanf("%d %d %d", &length, &width, &height);
  v = vs(length, width, height);
  printf("v=%d, s1=%d, s2=%d, s3=%d\n", v, s1, s2, s3);
  return 0;
}

運行結果：

input length, width and height: 10 20 30↙
v=6000, s1=200, s2=600, s3=300

根據題意，我們希望借助一個函數得到三個值：體積 v 以及三個面的面積 s1、s2、s3。遺憾的是，c語言中的函數只能有一個返回值，我們只能將其中的一份數據，也就是體積 v 放到返回值中，而將面積 s1、s2、s3 設置為全局變量。全局變量的作用域是整個程序，在函數 vs() 中修改 s1、s2、s3 的值，能夠影響到包括 main() 在內的其它函數。

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