C语言全局变量和局部变量（带实例讲解）

在《C语言形参和实参的区别》中提到，形参变量要等到函数被调用时才分配内存，调用结束后立即释放内存。这说明形参变量的作用域非常有限，只能在函数内部使用，离开该函数就无效了。所谓作用域（Scope），就是变量的有效范围。

不仅对于形参变量，C语言中所有的变量都有自己的作用域。决定变量作用域的是变量的定义位置。

局部变量

定义在函数内部的变量称为局部变量（Local Variable），它的作用域仅限于函数内部， 离开该函数后就是无效的，再使用就会报错。例如：

1. int f1(int a){
2. int b,c; //a,b,c仅在函数f1()内有效
3. return a+b+c;
4. }
5. int main(){
6. int m,n; //m,n仅在函数main()内有效
7. return 0;
8. }

几点说明：
1) 在 main 函数中定义的变量也是局部变量，只能在 main 函数中使用；同时，main 函数中也不能使用其它函数中定义的变量。main 函数也是一个函数，与其它函数地位平等。

2) 形参变量、在函数体内定义的变量都是局部变量。实参给形参传值的过程也就是给局部变量赋值的过程。

3) 可以在不同的函数中使用相同的变量名，它们表示不同的数据，分配不同的内存，互不干扰，也不会发生混淆。

4) 在语句块中也可定义变量，它的作用域只限于当前语句块。

全局变量

在所有函数外部定义的变量称为全局变量（Global Variable），它的作用域默认是整个程序，也就是所有的源文件，包括 .c 和 .h 文件。例如：

1. int a, b; //全局变量
2. void func1(){
3. //TODO:
4. }
5.  
6. float x,y; //全局变量
7. int func2(){
8. //TODO:
9. }
10.  
11. int main(){
12. //TODO:
13. return 0;
14. }

a、b、x、y 都是在函数外部定义的全局变量。C语言代码是从前往后依次执行的，由于 x、y 定义在函数 func1() 之后，所以在 func1() 内无效；而 a、b 定义在源程序的开头，所以在 func1()、func2() 和 main() 内都有效。

局部变量和全局变量的综合示例

【示例1】输出变量的值：

1. #include
2.  
3. int n = 10; //全局变量
4.  
5. void func1(){
6. int n = 20; //局部变量
7. printf("func1 n: %d\n", n);
8. }
9.  
10. void func2(int n){
11. printf("func2 n: %d\n", n);
12. }
13.  
14. void func3(){
15. printf("func3 n: %d\n", n);
16. }
17.  
18. int main(){
19. int n = 30; //局部变量
20. func1();
21. func2(n);
22. func3();
23. //代码块由{}包围
24. {
25. int n = 40; //局部变量
26. printf("block n: %d\n", n);
27. }
28. printf("main n: %d\n", n);
29.  
30. return 0;
31. }

运行结果：
func1 n: 20
func2 n: 30
func3 n: 10
block n: 40
main n: 30

代码中虽然定义了多个同名变量 n，但它们的作用域不同，在内存中的位置（地址）也不同，所以是相互独立的变量，互不影响，不会产生重复定义（Redefinition）错误。

1) 对于 func1()，输出结果为 20，显然使用的是函数内部的 n，而不是外部的 n；func2() 也是相同的情况。

当全局变量和局部变量同名时，在局部范围内全局变量被“屏蔽”，不再起作用。或者说，变量的使用遵循就近原则，如果在当前作用域中存在同名变量，就不会向更大的作用域中去寻找变量。

2) func3() 输出 10，使用的是全局变量，因为在 func3() 函数中不存在局部变量 n，所以编译器只能到函数外部，也就是全局作用域中去寻找变量 n。

3) 由{ }包围的代码块也拥有独立的作用域，printf() 使用它自己内部的变量 n，输出 40。

4) C语言规定，只能从小的作用域向大的作用域中去寻找变量，而不能反过来，使用更小的作用域中的变量。对于 main() 函数，即使代码块中的 n 离输出语句更近，但它仍然会使用 main() 函数开头定义的 n，所以输出结果是 30。

【示例2】根据长方体的长宽高求它的体积以及三个面的面积。

1. #include
2.  
3. int s1, s2, s3; //面积
4.  
5. int vs(int a, int b, int c){
6. int v; //体积
7. v = a * b * c;
8. s1 = a * b;
9. s2 = b * c;
10. s3 = a * c;
11. return v;
12. }
13.  
14. int main(){
15. int v, length, width, height;
16. printf("Input length, width and height: ");
17. scanf("%d %d %d", &length, &width, &height);
18. v = vs(length, width, height);
19. printf("v=%d, s1=%d, s2=%d, s3=%d\n", v, s1, s2, s3);
20.  
21. return 0;
22. }

运行结果：
Input length, width and height: 10 20 30↙
v=6000, s1=200, s2=600, s3=300

根据题意，我们希望借助一个函数得到三个值：体积 v 以及三个面的面积 s1、s2、s3。遗憾的是，C语言中的函数只能有一个返回值，我们只能将其中的一份数据，也就是体积 v 放到返回值中，而将面积 s1、s2、s3 设置为全局变量。全局变量的作用域是整个程序，在函数 vs() 中修改 s1、s2、s3 的值，能够影响到包括 main() 在内的其它函数。