這是一個C語言系列文章，如果是初學者的話，建議先行閱讀之前的文章。筆者也會按照章節順序發佈。
在數學中，變量x一般都有其值域，也就是x都可以有哪些值，或者說在什麼數值範圍內x是有效的。同理，C語言中，每個變量或者函數都有其作用域，也就是在什麼範圍內這個變量或函數有效（可被編譯器找到）。
對於變量，根據作用域的不同被分為兩大類——局部變量和全局變量。
局部變量
所謂的局部變量是指在函數體中定義的變量，這些變量的作用域就是函數內部，即函數返回後，這些變量將被銷燬。這類變量我們一般稱作自動變量。
自動變量的定義形式我們在 一文中介紹過：
<code>數據類型 變量名;或數據類型 變量名 = 初始值;/<code>
還有一種自動變量——函數參數，函數參數也是僅在函數內有效的。
此外，C語言還提供了一種作用域在函數內，但函數返回後不會銷燬的變量——靜態變量。
靜態變量是指在函數體中，用如下形式定義的變量：
<code>static 數據類型 變量名;或static 數據類型 變量名 = 初始值;/<code>
靜態變量與自動變量的區別是：每次函數調用時，函數內的自動變量所佔用的內存都會被重新分配，其值也會按照語句重新賦值。而靜態變量不同，如果使用定義同時初始化形式定義靜態變量，則靜態變量僅會被初始化一次。並且每次函數調用時靜態變量的值都是沿用上一次調用改變後的值，而不會被重置。
舉個例子：
<code>#include <stdio.h>void foo(void){ static int a = 1; ++a; printf("%d\\n", a);}int main(void){ foo(); foo(); return 0;}/<stdio.h>/<code>這個例子的輸出是：
<code>23/<code>
原因是，第一次進入foo時，靜態變量a被初始化為1，然後自加變為2，所以printf打印的結果是2（第一行）。隨後函數返回main，之後再次調用foo函數。這次foo中a不再被重新賦值為1，而是依舊保持上次被修改後的結果，即2。然後再自加變為3，最後打印其值3（第二行）。
<strong>下面看一個初學者常犯的錯誤：
<code>int *return_array(void){ int array[2] = {1, 2}; return array;}int main(void){ int *ret = return_array(); return 0;}/<code>這是一個典型的錯誤用法。我們說過，函數內的自動變量的作用域僅限於函數內，當函數返回時，自動變量會被銷燬。因此，main中ret指向的數組，其內容將是不可預知的內容，訪問其內容可能會導致程序崩潰。
想要正常返回一個數組，利用靜態變量是一種解決方案。除此之外，還有一種動態分配內存的方案，將在後續內存管理相關的文章中說明。
全局變量
全局變量是指變量定義於任何函數體之外，且作用域是整個程序範圍內的變量。這類變量又分為兩類——普通全局變量和靜態全局變量。
普通全局變量定義形式如下：
<code>數據類型 變量名;或數據類型 變量名 = 初始值;/<code>
而靜態全局變量的定義形式為：
<code>static 數據類型 變量名;或static 數據類型 變量名 = 初始值;/<code>
與局部變量中自動變量和靜態變量的定義一樣，但是含義完全不同的。
靜態全局變量與普通全局變量的不同在於作用域範圍。普通全局變量是作用於整個程序範圍內的，而靜態全局變量的作用域則是當前的源文件。
舉例：
<code>/*a.c*/int a = 10;static int b = 100;int main(void){ foo();}/<code><code>/*b.c*/#include <stdio.h>void foo(void){ printf("a:%d\\n", a); printf("b:%d\\n", b);//這句是無法通過編譯的}/<stdio.h>/<code>如果按照上面代碼創建兩個源文件並編譯，是<strong>無法生成可執行程序的，且會報錯。
原因有二：
1.正如我註釋所寫，b是a.c中的靜態全局變量，作用域僅在a.c，因此b.c無法訪問。
2.全局變量a雖然不是靜態全局變量，但在b.c中缺少聲明，因此無法使用。
下面我們重寫b.c，修正這兩個問題：
<code>/* b.c */#include <stdio.h>extern int a;void foo(void){ printf("a:%d\\n", a);}/<stdio.h>/<code> 這裡，去掉了b的打印，同時增加了全局變量a的聲明。
注意，這個全局變量的聲明使用了extern關鍵字。extern關鍵字用於告知編譯器，用其聲明的變量或者函數是全局作用域的，需要從可執行程序涉及到的全部源文件中尋找。
同名覆蓋
不知是否有讀者想過，如果全局變量和局部變量同名，那麼函數內的變量的值會是什麼呢？
看一個例子：
<code>#include <stdio.h>int a = 1;int main(void){ int a = 2; printf("%d\\n", a); return 0;}/<stdio.h>/<code>這段代碼的執行結果是：2。
這裡存在同名覆蓋原則：同名的局部變量會覆蓋同名的全局變量。
函數作用域
函數的作用域與全局變量的作用域相同，畢竟在C語言中函數內部無法再定義函數。
提供給外部其他源文件使用的函數的聲明形式如下：
<code>extern 返回值類型 函數名(參數列表...);/<code>
給本文件內使用的函數的聲明形式如下：
<code>static 返回值類型 函數名(參數列表...);/<code>
並且，函數對編譯器的可見性也取決於函數聲明的位置，例如：
<code>int main(void){ foo(); return 0;}static void foo(void);void foo(void){}/<code>如此聲明foo函數，編譯器<strong>依舊會報錯，因為foo函數的定義對main不可見。如果將foo函數的static聲明提前到main函數前（即本例中放在第一行），則可正常編譯。
塊作用域
前面關於 的文章中並未提及一種特殊的語句——塊語句。
這種語句是以大括號({})擴起的，其大括號內部可以是單條語句，也可以是多條語句。
<code>{ ...//一條或多條語句}/<code>這並非是說C語言中看到大括號就是塊語句。函數的大括號並不屬於塊語句，其餘則皆為塊語句，包括if-else、for、while等結構中涉及大括號的部分。
我們先來看一個例子：
<code>#include <stdio.h>int main(void){ int a = 1; { int a = 2; printf("In block a:%d\\n", a); } printf("Out of block a:%d\\n", a); return 0;}/<stdio.h>/<code>運行結果為：
<code>In block a:2Out of block a:1/<code>
這個例子告訴我們兩個事實：
- 塊內同名變量將覆蓋外層同名變量
- 塊內定義的變量在塊外無法訪問，即塊結構內的自動變量會隨塊結構完結而銷燬。
頭文件與源文件
之前的文章中，所涉及到的例子都是放在.c文件中的。然而C語言中並不只有.c文件。
在C語言中有兩種文件——頭文件和源文件。
源文件就是我們所說的文件名後綴以.c結尾的文件，其中的代碼一般都是各類函數的定義。
頭文件是文件名以.h結尾的文件。這類文件中一般記錄一些結構定義、函數聲明、變量聲明、類型定義等。關於結構體和類型定義我們後續文章會有專門說明。
什麼情況下需要頭文件呢？我們來看個例子：
<code>
<code>/*b.c*/extern void foo(void);void bar(void){ foo();}/<code><code>/*c.c*/void foo(void){}/<code>可以看到，a.c和b.c都用到了c.c中的foo函數，因此它們都需要聲明foo函數。如果這時我對foo函數的返回類型做了修改，那麼我需要到聲明foo的其他源文件中修改其聲明。如果我有20個源文件中都用到了foo呢？那麼此時的修改會不會引起混亂呢？因此，頭文件就派上了用場。
我們看下修改後的代碼：
<code>/*a.c*/#include "c.h"extern void bar(void);int main(void){ foo(); bar(); return 0;}/<code><code>/*b.c*/#include "c.h"void bar(void){ foo();}/<code><code>/*c.c*/void foo(void){}/<code><code>/*c.h*/extern void foo(void);/<code>
如此，我們將foo的extern聲明僅寫一份放在c.h頭文件中。
然後利用預編譯的include指令，將c.h的內容引入到需要使用foo函數的a.c和b.c文件中。關於include的更詳細介紹，將在預編譯宏文章中給出。目前只需要知道，在編譯時，include會將其後緊跟的文件名所指定的文件中的內容原封不動展開（可看作複製）進使用該include指令的源文件中，且展開點就是include指令所在位置。
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