这是一个C语言系列文章，如果是初学者的话，建议先行阅读之前的文章。笔者也会按照章节顺序发布。
在数学中，变量x一般都有其值域，也就是x都可以有哪些值，或者说在什么数值范围内x是有效的。同理，C语言中，每个变量或者函数都有其作用域，也就是在什么范围内这个变量或函数有效（可被编译器找到）。
对于变量，根据作用域的不同被分为两大类——局部变量和全局变量。
所谓的局部变量是指在函数体中定义的变量，这些变量的作用域就是函数内部，即函数返回后，这些变量将被销毁。这类变量我们一般称作自动变量。
自动变量的定义形式我们在变量一文中介绍过：
数据类型 变量名;
或
数据类型 变量名 = 初始值;
还有一种自动变量——函数参数，函数参数也是仅在函数内有效的。
此外，C语言还提供了一种作用域在函数内，但函数返回后不会销毁的变量——静态变量。
静态变量是指在函数体中，用如下形式定义的变量：
static 数据类型 变量名;
或
static 数据类型 变量名 = 初始值;
静态变量与自动变量的区别是：每次函数调用时，函数内的自动变量所占用的内存都会被重新分配，其值也会按照语句重新赋值。而静态变量不同，如果使用定义同时初始化形式定义静态变量，则静态变量仅会被初始化一次。并且每次函数调用时静态变量的值都是沿用上一次调用改变后的值，而不会被重置。
举个例子：
#include <stdio.h>
void foo(void)
{
static int a = 1;
++a;
printf("%d\n", a);
}
int main(void)
{
foo();
foo();
return 0;
}
这个例子的输出是：
2
3
原因是，第一次进入foo时，静态变量a被初始化为1，然后自加变为2，所以printf打印的结果是2（第一行）。随后函数返回main，之后再次调用foo函数。这次foo中a不再被重新赋值为1，而是依旧保持上次被修改后的结果，即2。然后再自加变为3，最后打印其值3（第二行）。
下面看一个初学者常犯的错误：
int *return_array(void)
{
int array[2] = {1, 2};
return array;
}
int main(void)
{
int *ret = return_array();
return 0;
}
这是一个典型的错误用法。我们说过，函数内的自动变量的作用域仅限于函数内，当函数返回时，自动变量会被销毁。因此，main中ret指向的数组，其内容将是不可预知的内容，访问其内容可能会导致程序崩溃。
想要正常返回一个数组，利用静态变量是一种解决方案。除此之外，还有一种动态分配内存的方案，将在后续内存管理相关的文章中说明。
全局变量是指变量定义于任何函数体之外，且作用域是整个程序范围内的变量。这类变量又分为两类——普通全局变量和静态全局变量。
普通全局变量定义形式如下：
数据类型 变量名;
或
数据类型 变量名 = 初始值;
而静态全局变量的定义形式为：
static 数据类型 变量名;
或
static 数据类型 变量名 = 初始值;
与局部变量中自动变量和静态变量的定义一样，但是含义完全不同的。
静态全局变量与普通全局变量的不同在于作用域范围。普通全局变量是作用于整个程序范围内的，而静态全局变量的作用域则是当前的源文件。
举例：
/*a.c*/
int a = 10;
static int b = 100;
int main(void)
{
foo();
}
/*b.c*/
#include <stdio.h>
void foo(void)
{
printf("a:%d\n", a);
printf("b:%d\n", b);//这句是无法通过编译的
}
如果按照上面代码创建两个源文件并编译，是无法生成可执行程序的，且会报错。
原因有二：
1.正如我注释所写，b是a.c中的静态全局变量，作用域仅在a.c，因此b.c无法访问。
2.全局变量a虽然不是静态全局变量，但在b.c中缺少声明，因此无法使用。
下面我们重写b.c，修正这两个问题：
/* b.c */
#include <stdio.h>
extern int a;
void foo(void)
{
printf("a:%d\n", a);
}
这里，去掉了b的打印，同时增加了全局变量a的声明。
注意，这个全局变量的声明使用了extern关键字。extern关键字用于告知编译器，用其声明的变量或者函数是全局作用域的，需要从可执行程序涉及到的全部源文件中寻找。
不知是否有读者想过，如果全局变量和局部变量同名，那么函数内的变量的值会是什么呢？
看一个例子：
#include <stdio.h>
int a = 1;
int main(void)
{
int a = 2;
printf(“%d\n”, a);
return 0;
}
这段代码的执行结果是：2。
这里存在同名覆盖原则：同名的局部变量会覆盖同名的全局变量。
函数的作用域与全局变量的作用域相同，毕竟在C语言中函数内部无法再定义函数。
提供给外部其他源文件使用的函数的声明形式如下：
extern 返回值类型 函数名(参数列表...);
给本文件内使用的函数的声明形式如下：
static 返回值类型 函数名(参数列表...);
并且，函数对编译器的可见性也取决于函数声明的位置，例如：
int main(void)
{
foo();
return 0;
}
static void foo(void);
void foo(void)
{
}
如此声明foo函数，编译器依旧会报错，因为foo函数的定义对main不可见。如果将foo函数的static声明提前到main函数前（即本例中放在第一行），则可正常编译。
前面关于语句的文章中并未提及一种特殊的语句——块语句。
这种语句是以大括号({})扩起的，其大括号内部可以是单条语句，也可以是多条语句。
{
...//一条或多条语句
}
这并非是说C语言中看到大括号就是块语句。函数的大括号并不属于块语句，其余则皆为块语句，包括if-else、for、while等结构中涉及大括号的部分。
我们先来看一个例子：
#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;
}
运行结果为：
In block a:2
Out of block a:1
这个例子告诉我们两个事实：
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语言中并不只有.c文件。
在C语言中有两种文件——头文件和源文件。
源文件就是我们所说的文件名后缀以.c结尾的文件，其中的代码一般都是各类函数的定义。
头文件是文件名以.h结尾的文件。这类文件中一般记录一些结构定义、函数声明、变量声明、类型定义等。关于结构体和类型定义我们后续文章会有专门说明。
什么情况下需要头文件呢？我们来看个例子：
/*b.c*/
extern void foo(void);
void bar(void)
{
foo();
}
/*c.c*/
void foo(void)
{
}
可以看到，a.c和b.c都用到了c.c中的foo函数，因此它们都需要声明foo函数。如果这时我对foo函数的返回类型做了修改，那么我需要到声明foo的其他源文件中修改其声明。如果我有20个源文件中都用到了foo呢？那么此时的修改会不会引起混乱呢？因此，头文件就派上了用场。
我们看下修改后的代码：
/*a.c*/
#include "c.h"
extern void bar(void);
int main(void)
{
foo();
bar();
return 0;
}
/*b.c*/
#include "c.h"
void bar(void)
{
foo();
}
/*c.c*/
void foo(void)
{
}
/*c.h*/
extern void foo(void);
如此，我们将foo的extern声明仅写一份放在c.h头文件中。
然后利用预编译的include指令，将c.h的内容引入到需要使用foo函数的a.c和b.c文件中。关于include的更详细介绍，将在预编译宏文章中给出。目前只需要知道，在编译时，include会将其后紧跟的文件名所指定的文件中的内容原封不动展开（可看作复制）进使用该include指令的源文件中，且展开点就是include指令所在位置。