C 語言 static、extern 與指針函數深度解析

1. static 關鍵字三大用法

對比總結

• static 局部變量：改變存儲方式（棧→靜態區），延長生存期
• static 全局變量/函數：改變作用域（外部鏈接→內部鏈接），限制可見範圍

2. extern 關鍵字

• 聲明外部符號（變量/函數）定義在別處
• 擴展作用域：允許在定義前使用，或跨文件引用

// file1.c
int a = 10, b = 20;

// file2.c
extern int a, b; // 聲明
void foo() { printf("%d %d", a, b); }

3. 指針函數

定義：返回值為指針的函數。語法：返回類型 *函數名(參數列表)

經典案例：返回子串指針

char *SubString(char s[], int i, int j) {
    static char temp[100]; // 必須 static，否則棧內存函數返回後失效
    int m = 0;
    for (int n = i; n <= j; m++, n++) temp[m] = s[n];
    temp[m] = '\0';
    return temp;
}

// 調用
char *p = SubString("I Love C Language", 2, 9);
printf("%s\n", p); // 輸出 "Love C L"

陷阱警示

char *BadSubString(char s[], int i, int j) {
    char temp[100]; // 非 static！棧內存，返回指針懸空
    // ...
    return temp; // 未定義行為
}

口訣：「返回指針指向棟，函數結束棟毀；必須 static 守住地，或由調用者傳緩衝。」

4. 綜合示例：帶輸出緩衝區的子串函數

// 更安全：調用者提供緩衝區
void SubStringSafe(char s[], char outBuf[], int i, int j) {
    int m = 0;
    for (int n = i; n <= j; m++, n++) outBuf[m] = s[n];
    outBuf[m] = '\0';
}