1. 前言

大家好，我是努力學習游泳的魚。關鍵字，這名字一聽，就很關鍵。而有些關鍵字，你可能不是很了解，更別談使用。所以，這篇文章將帶你見識常見的關鍵字，一起領略它們的風采吧。

2. 什么是關鍵字

C語言提供了豐富的關鍵字，這些關鍵字都是語言本身預先設定好的，

用戶自己是不能創造關鍵字的。

大部分關鍵字會在其他章節介紹，這里僅介紹一些稍微有點難度的關鍵字。

3. extern-聲明外部符號

extern可以用來聲明外部符號，如外部的全局變量和函數。

如我們在test1.c里定義了全局變量aint a = 2022;

我們想在test2.c里使用，就得先用extern聲明一下extern int a;

注意：一般extern是用來聲明外部的全局變量的。因為如果直接寫int a;就不是聲明了，而是定義，會直接創建一個變量a。只有寫extern int a;才是聲明變量a。如果是聲明外部的函數，可以省略掉extern。如直接寫int Add(int, int);和寫extern int Add(int, int);效果是相同的。

4. auto-自動

C語言里的局部變量，進入局部范圍時自動創建，出局部范圍時自動銷毀。這種自動創建，自動銷毀的特性，其實是由于前面省略了關鍵字auto。比如，int a = 0;其實編譯器會處理為auto int a = 0;一般來說，auto會被省略掉。

5. typedef-類型重定義（類型重命名）

typedef關鍵字用于給類型起別名，相當于起了個外號。

比如unsigned int num = 10;如果我們嫌unsigned int這個類型寫起來太麻煩了，可以給它起個別名叫做uint:typedef unsigned int uint;這樣上面的代碼就等價于uint num = 10;

6. register-寄存器

6.1 存儲器

數據的存儲，需要存儲器。常見的存儲器有：

網盤，硬盤，內存，高級緩存，寄存器。

從左到右，速度越快，從而造價越高，從而空間越小。

早期，CPU處理的數據都來自內存。當時，CPU的處理速度和內存的讀寫速度是差不多的。隨著技術的迭代，內存的讀寫速度逐漸跟不上CPU的處理速度，CPU在很大程度上被閑置了。

于是就有了這么一層設計。在內存之上設置讀寫速度更快的高級緩存和寄存器。CPU從寄存器中拿數據，與此同時，寄存器從高級緩存中拿數據，高級緩存從內存中拿數據。如果CPU想要的數據在寄存器中沒有，那就直接從高級緩存中拿數據，如果還沒有再從內存中拿。由于大部分數據都能在寄存器中命中，整體上，處理數據的速度就提升了。

以上，我們能明白一點：

寄存器的讀寫速度是非常快的！

6.2 register關鍵字的作用

如果我們寫int num = 10;num是放在內存中的。如果我們加了個registerregister int num = 10;此時register的作用是建議把num放在寄存器中。注意只是建議，實際是否放在寄存器中取決于編譯器的處理。

7. static-靜態

在C語言中，static有3種用法，分別修飾局部變量，全局變量和函數。

1.修飾局部變量-稱為靜態局部變量

2.修飾全局變量-稱為靜態全局變量

3.修飾函數-稱為靜態函數

7.1 static修飾局部變量

7.1.1 代碼對比

下面代碼的輸出結果是多少呢？

#include <stdio.h>

void test()
{
	int a = 5;
	a++;
	printf("%d ", a);
}

int main()
{
	int i = 0;
	while (i < 10)
	{
		test();
		i++;
	}

	return 0;
}

輸出結果：

10個6

為什么呢？test函數被調用了10次，每次都做了同樣一件事，創建a并初始化為5，a自增變成6，打印a（即6）。本質上，每次進入test函數都會創建a，出test函數時都會銷毀a。這是由于局部變量的特性：進入局部范圍創建，出局部范圍銷毀。那么，每次進入test函數創建的都是一個新的a，和之前創建的a沒有任何關系。
明白這點后，再看下面這段代碼，輸出的結果又是多少？

#include <stdio.h>

void test()
{
	static int a = 5;
	a++;
	printf("%d ", a);
}

int main()
{
	int i = 0;
	while (i < 10)
	{
		test();
		i++;
	}

	return 0;
}

答案：

輸出6~15。

分析一下：第一次調用test函數時和沒有static相同，創建a并初始化，自增，打印（此時a是6），但第二次調用怎么就打印7了呢？這說明，第二次調用時，a還是上次調用留下來的6，才會自增變成7！也就是說，第一次調用結束后，a并沒有銷毀，第二次調用時依然存在。同理，第二次調用后a也沒有銷毀，第三次調用時a仍是第二次調用留下來的7，然后自增變成8后打印，以此類推。

static修飾局部變量的時候，局部變量就變成了靜態的局部變量，出了局部的范圍，不會銷毀，下一次進入函數依然存在。

7.1.2 原理分析

內存可以分為：棧區，堆區，靜態區，等等。

棧區存儲的是局部變量，函數參數，等等。

堆區是用來動態內存開辟的，與之相關的函數有malloc,realloc,calloc和free等等。

靜態區存儲的是靜態變量和全局變量。

靜態的局部變量出了作用域依然存在，是因為它是存儲在靜態區的。

同樣存儲在靜態區的全局變量，生命周期也很長。

static修飾局部變量時，實際改變的是變量的存儲位置，本來一個局部變量是放在棧區的，被static修飾后放在了靜態區，從而導致，出了作用域依然存在，生命周期并沒有結束。

注意：放在靜態區的變量出了作用域不銷毀，相當于生命周期變長了，但是作用域并沒有發生變化，也就是說，靜態的局部變量仍然只能在它的局部范圍內使用！
靜態區中的數據的生命周期和程序的生命周期是一致的。程序結束，靜態數據的生命周期也就到了。

7.2 static修飾全局變量

7.2.1 代碼對比

我們創建兩個源文件，test1.c和test2.c

在test1.c里定義一個全局變量g_val

// test1.c
int g_val = 2022; // 全局變量，定義在test1.c中

在test2.c內部使用這個全局變量，由于全局變量的作用域是整個工程，所以可以跨源文件使用。但是在使用前需要使用extern聲明，否則會報編譯錯誤。

// test2.c
extern int g_val;

int main()
{
	g_val = 2023;
	
	return 0;
}

如果我們在g_val的定義前面加上static會發生什么呢？

// test1.c
static int g_val = 2022; // 全局變量，定義在test1.c中

// test2.c
extern int g_val;

int main()
{
	g_val = 2023;
	
	return 0;
}

此時會報鏈接錯誤，因為g_val是定義在test1.c里的靜態全局變量，不能在test2.c內部使用。看來靜態的全局變量不能跨文件使用了。

7.2.2 原理分析

一個全局變量本來是具有外部鏈接屬性的，既能在自己所在的源文件內部使用，也能在其他文件內部使用。

但是被static修飾之后外部鏈接屬性就變成了內部鏈接屬性，只能在自己所在的源文件內部使用，不能在其他文件內部使用了。

使用上感覺作用域變小了。

7.3 static修飾函數

7.3.1 代碼對比

我們在test1.c里定義一個函數

// test1.c
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

在test2.c內部使用，同理要先聲明（此時可以省略extern），否則會報一個警告。

// test2.c
#include <stdio.h>

extern int Add(int, int); // extern可以省略

int main()
{
	int sum = Add(10, 20);
	printf("sum = %d\n", sum);
	
	return 0;
}

如果在函數定義前加上static會發生什么呢？

// test1.c
static int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

// test2.c
#include <stdio.h>

extern int Add(int, int); // extern可以省略

int main()
{
	int sum = Add(10, 20);
	printf("sum = %d\n", sum);
	
	return 0;
}

此時會報鏈接錯誤，因為Add函數是定義在test1.c內部的靜態函數，不能在test2.c內部使用。看來static修飾函數和修飾全局變量類似，靜態的函數也不能跨文件調用。

7.3.2 原理分析

static修飾函數的作用：一個函數本來是具有外部鏈接屬性的，但是被static修飾之后，外部鏈接屬性就變成了內部鏈接屬性，這時這個函數只能在自己所在的源文件內部使用，其他文件是無法使用的。

使用上的感覺好像是作用域變小了。