1. 前言

大家好，我是努力學(xué)習(xí)游泳的魚。關(guān)鍵字，這名字一聽，就很關(guān)鍵。而有些關(guān)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(shí)常見的關(guān)鍵字，一起領(lǐng)略它們的風(fēng)采吧。

2. 什么是關(guān)鍵字

C語言提供了豐富的關(guān)鍵字，這些關(guān)鍵字都是語言本身預(yù)先設(shè)定好的，

用戶自己是不能創(chuàng)造關(guān)鍵字的。

大部分關(guān)鍵字會(huì)在其他章節(jié)介紹，這里僅介紹一些稍微有點(diǎn)難度的關(guān)鍵字。

3. extern-聲明外部符號(hào)

extern可以用來聲明外部符號(hào)，如外部的全局變量和函數(shù)。

如我們?cè)趖est1.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?yàn)槿绻苯訉慽nt a;就不是聲明了，而是定義，會(huì)直接創(chuàng)建一個(gè)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(shù)，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(dòng)

C語言里的局部變量，進(jìn)入局部范圍時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建，出局部范圍時(shí)自動(dòng)銷毀。這種自動(dòng)創(chuàng)建，自動(dòng)銷毀的特性，其實(shí)是由于前面省略了關(guān)鍵字auto。比如，int a = 0;其實(shí)編譯器會(huì)處理為auto int a = 0;一般來說，auto會(huì)被省略掉。

5. typedef-類型重定義（類型重命名）

typedef關(guān)鍵字用于給類型起別名，相當(dāng)于起了個(gè)外號(hào)。

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

6. register-寄存器

6.1 存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，需要存儲(chǔ)器。常見的存儲(chǔ)器有：

網(wǎng)盤，硬盤，內(nèi)存，高級(jí)緩存，寄存器。

從左到右，速度越快，從而造價(jià)越高，從而空間越小。

早期，CPU處理的數(shù)據(jù)都來自內(nèi)存。當(dāng)時(shí)，CPU的處理速度和內(nèi)存的讀寫速度是差不多的。隨著技術(shù)的迭代，內(nèi)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(shè)計(jì)。在內(nèi)存之上設(shè)置讀寫速度更快的高級(jí)緩存和寄存器。CPU從寄存器中拿數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，寄存器從高級(jí)緩存中拿數(shù)據(jù)，高級(jí)緩存從內(nèi)存中拿數(shù)據(jù)。如果CPU想要的數(shù)據(jù)在寄存器中沒有，那就直接從高級(jí)緩存中拿數(shù)據(jù)，如果還沒有再?gòu)膬?nèi)存中拿。由于大部分?jǐn)?shù)據(jù)都能在寄存器中命中，整體上，處理數(shù)據(jù)的速度就提升了。

以上，我們能明白一點(diǎn)：

寄存器的讀寫速度是非常快的！

6.2 register關(guān)鍵字的作用

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

7. static-靜態(tài)

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(shù)。

1.修飾局部變量-稱為靜態(tài)局部變量

2.修飾全局變量-稱為靜態(tài)全局變量

3.修飾函數(shù)-稱為靜態(tài)函數(shù)

7.1 static修飾局部變量

7.1.1 代碼對(duì)比

下面代碼的輸出結(jié)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(jié)果：

10個(gè)6

為什么呢？test函數(shù)被調(diào)用了10次，每次都做了同樣一件事，創(chuàng)建a并初始化為5，a自增變成6，打印a（即6）。本質(zhì)上，每次進(jìn)入test函數(shù)都會(huì)創(chuàng)建a，出test函數(shù)時(shí)都會(huì)銷毀a。這是由于局部變量的特性：進(jìn)入局部范圍創(chuàng)建，出局部范圍銷毀。那么，每次進(jìn)入test函數(shù)創(chuàng)建的都是一個(gè)新的a，和之前創(chuàng)建的a沒有任何關(guān)系。
明白這點(diǎn)后，再看下面這段代碼，輸出的結(jié)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(diào)用test函數(shù)時(shí)和沒有static相同，創(chuàng)建a并初始化，自增，打印（此時(shí)a是6），但第二次調(diào)用怎么就打印7了呢？這說明，第二次調(diào)用時(shí)，a還是上次調(diào)用留下來的6，才會(huì)自增變成7！也就是說，第一次調(diào)用結(jié)束后，a并沒有銷毀，第二次調(diào)用時(shí)依然存在。同理，第二次調(diào)用后a也沒有銷毀，第三次調(diào)用時(shí)a仍是第二次調(diào)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(shí)候，局部變量就變成了靜態(tài)的局部變量，出了局部的范圍，不會(huì)銷毀，下一次進(jìn)入函數(shù)依然存在。

7.1.2 原理分析

內(nèi)存可以分為：棧區(qū)，堆區(qū)，靜態(tài)區(qū)，等等。

棧區(qū)存儲(chǔ)的是局部變量，函數(shù)參數(shù)，等等。

堆區(qū)是用來動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟的，與之相關(guān)的函數(shù)有malloc,realloc,calloc和free等等。

靜態(tài)區(qū)存儲(chǔ)的是靜態(tài)變量和全局變量。

靜態(tài)的局部變量出了作用域依然存在，是因?yàn)樗谴鎯?chǔ)在靜態(tài)區(qū)的。

同樣存儲(chǔ)在靜態(tài)區(qū)的全局變量，生命周期也很長(zhǎng)。

static修飾局部變量時(shí)，實(shí)際改變的是變量的存儲(chǔ)位置，本來一個(gè)局部變量是放在棧區(qū)的，被static修飾后放在了靜態(tài)區(qū)，從而導(dǎo)致，出了作用域依然存在，生命周期并沒有結(jié)束。

注意：放在靜態(tài)區(qū)的變量出了作用域不銷毀，相當(dāng)于生命周期變長(zhǎng)了，但是作用域并沒有發(fā)生變化，也就是說，靜態(tài)的局部變量仍然只能在它的局部范圍內(nèi)使用！
靜態(tài)區(qū)中的數(shù)據(jù)的生命周期和程序的生命周期是一致的。程序結(jié)束，靜態(tài)數(shù)據(jù)的生命周期也就到了。

7.2 static修飾全局變量

7.2.1 代碼對(duì)比

我們創(chuàng)建兩個(gè)源文件，test1.c和test2.c

在test1.c里定義一個(gè)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(nèi)部使用這個(gè)全局變量，由于全局變量的作用域是整個(gè)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(huì)報(bào)編譯錯(cuò)誤。

// test2.c
extern int g_val;

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

如果我們?cè)趃_val的定義前面加上static會(huì)發(fā)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(shí)會(huì)報(bào)鏈接錯(cuò)誤，因?yàn)間_val是定義在test1.c里的靜態(tài)全局變量，不能在test2.c內(nèi)部使用。看來靜態(tài)的全局變量不能跨文件使用了。

7.2.2 原理分析

一個(gè)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(nèi)部使用，也能在其他文件內(nèi)部使用。

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

使用上感覺作用域變小了。

7.3 static修飾函數(shù)

7.3.1 代碼對(duì)比

我們?cè)趖est1.c里定義一個(gè)函數(shù)

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

在test2.c內(nèi)部使用，同理要先聲明（此時(shí)可以省略extern），否則會(huì)報(bào)一個(gè)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(shù)定義前加上static會(huì)發(fā)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(shí)會(huì)報(bào)鏈接錯(cuò)誤，因?yàn)锳dd函數(shù)是定義在test1.c內(nèi)部的靜態(tài)函數(shù)，不能在test2.c內(nèi)部使用。看來static修飾函數(shù)和修飾全局變量類似，靜態(tài)的函數(shù)也不能跨文件調(diào)用。

7.3.2 原理分析

static修飾函數(shù)的作用：一個(gè)函數(shù)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(nèi)部鏈接屬性，這時(shí)這個(gè)函數(shù)只能在自己所在的源文件內(nèi)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。