What is the difference between static and extern in C?

在C语言中，static 和 extern 关键字用来定义变量或函数的作用域（visibility）和生命周期（lifetime）。不同的使用方式对程序的影响也不同。

static 关键字

static 关键字有两个主要的用途：

1. 限制作用域：当static关键字用于函数内的变量时，它会使得该变量的生命周期贯穿整个程序运行期间，但其作用域仍然局限于定义它的函数内部。这种变量叫做静态局部变量。每次函数被调用时，静态局部变量的值都会保留上一次函数调用后的值，而不是重新初始化。

   例子：

   c
   void function() {
       static int count = 0; // count 在函数首次调用时初始化，并在随后的调用中保留其值
       count++;
       printf("该函数已被调用 %d 次\n", count);
   }

   在这个例子中，每次调用function时，count的值不会被重置，而是继续累加。

2. 限制链接性：当static用于全局变量或函数时，它改变的是变量或函数的链接属性，使得它们只在定义它们的文件中可见，对其他文件不可见。这有助于避免命名冲突，确保数据的封装和隐藏。

   例子：

   c
   static int value = 5; // 其他文件不能访问变量 value
   
   static void secretFunction() {
       printf("这是一个内部函数，外部不可见\n");
   }

   这里value和secretFunction在它们的定义源文件外部是无法访问的。

extern 关键字

extern关键字用于声明一个全局变量或函数，其定义可能在其他文件中。这是一种告诉编译器该变量或函数在别处定义的方式，有助于在多文件项目中共享全局变量或函数。

1. 引用其他文件中的全局变量或函数：extern用于提醒编译器某个符号是在其他文件中定义的。

   例子：

   c
   // 在文件 file1.c 中定义
   int globalVar = 100;
   
   // 在文件 file2.c 中声明并使用
   extern int globalVar;
   void useGlobalVar() {
       printf("globalVar = %d\n", globalVar);
   }

   在这个例子中，globalVar在file1.c中被定义，而在file2.c中被声明和使用。

总结

• 使用static可以限制变量或函数的作用域，并保持局部变量的持久性。
• 使用extern可以在多个文件之间共享变量或函数，提高代码的模块化和重用性。

这两个关键字在管理大型软件项目中的数据和函数访问权限方面发挥了关键作用。