在C语言中，`static`关键字用于控制变量的作用域和生命周期。它有几种不同的用途，主要体现在局部静态变量、全局静态变量以及静态函数上。下面分别解释这些概念以及`static`关键字背后的原理：

局部静态变量

当`static`用于局部变量时，该变量成为局部静态变量。局部静态变量有以下特点：

1. 生存期：局部静态变量的生存期是整个程序的执行周期，即使定义它的函数已经返回，该变量仍然保留其值。

2. 初始化：局部静态变量如果在声明时不被初始化，则默认初始化为0（对于数值类型）或空字符串（对于字符数组）。

3. 作用域：局部静态变量的作用域仅限于定义它的函数内部。

全局静态变量

当`static`用于全局变量时，该变量成为全局静态变量。全局静态变量有以下特点：

1. 作用域：全局静态变量的默认作用域限制在定义它的源文件内，即其他源文件不能直接访问这个变量，除非通过显式声明（使用`extern`关键字）。

2. 生存期：全局静态变量的生存期是整个程序的执行周期，从程序开始执行到程序结束。

3. 初始化：全局静态变量同样如果在声明时不被初始化，则默认初始化为0（对于数值类型）或空字符串（对于字符数组）。

静态函数

当`static`用于函数时，该函数成为静态函数。静态函数有以下特点：

1. 作用域：静态函数的作用域同样限制在定义它的源文件内，即其他源文件不能直接调用这个函数。

2. 生存期：静态函数的代码在程序的整个执行周期中都存在于内存中。

`static`关键字的原理

`static`关键字的工作原理主要基于编译器和链接器的行为：

1. 编译器：编译器在遇到`static`关键字时，会改变变量或函数的符号表条目，标记它们为静态存储类别。这影响了它们的链接和访问规则。

2. 链接器：链接器处理不同源文件之间的引用和定义。对于非`static`变量和函数，链接器会检查是否有重复定义或未定义的引用。对于`static`变量和函数，链接器会确保每个源文件内部的定义独立，即使有同名的`static`变量或函数，也不会产生冲突。

在C语言中，`static`关键字使得变量和函数的生命周期和作用域得到控制，有助于提高代码的模块化和封装性，同时也可能会影响性能，因为静态变量在内存中的位置固定，可能会占用更多的内存资源。