[C++ 入門] 4.1 變數作用範圍

我們宣告的變數事實上皆有各自的生命週期,簡單來說原則上變數始於宣告、終於其宣告時最接近之 { 對應之 }. 當程式離開該大括弧的區塊以後,理論上我們就不應嘗試存取它。請留意,在不同的作用域宣告相同名稱的變數是會覆蓋的。以下將由小到大介紹各變數作用域。

區塊變數

宣告在條件分支與迴圈控制區塊中的變數是為區塊變數。如果我們在大括弧外使用區塊變數的名稱,編譯器會不認得它而說 identifier is undefined.

然而,技術上來說,我們其實可以透過指標在區塊變數的生命週期外嘗試存取它,因為區塊變數與區域變數都位於函式的堆疊。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int n, d;
    cin >> n;
    cout << &n << '\n';
    do
    {
        int m = n * 87 + 69;
        d = &m - &n;
        cout << &m << "\n&m = &n + " << d << '\n';
    } while (0);
    int *ptr = &n + d;
    // cout << m << '\n'; indentifier `m' is undefined
    cout << *ptr << '\n';
    return 0;
}

區域變數

一般我們宣告在函式中的變數及函式的參數屬之,與區塊變數同樣位於函式的堆疊。因為區域變數的生命週期只到函式結束,因此當我們有需要回傳指標時,不應回傳區域變數的指標,而應該透過動態配置記憶體取得在堆積的空間。

static 變數

如果函式在每次執行過程中,需要共重複使用某一變數之職,可以宣告為 static 變數,將會儲存在堆積,且每次結束後其值將會被保留。

#include <iostream>

using namespace std;

void foo()
{
    int n = 0;
    cout << "foo(): " << ++n << '\n';
}

void bar()
{
    static int n = 0;
    cout << "bar(): " << ++n << '\n';
}

int main()
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        foo();
        bar();
    }
    return 0;
}

全域變數

基本上變數只活在它所在大括弧中,那當我們將變數宣告在所有大括弧外呢??可以這樣嗎??當然可以。根據上述的法則,我們不難猜測,這種所謂的全域變數,其生命週期原則上就是整個程式的執行時期。全域變數儲存在比較彈性但比較慢的堆積。

雖然使用全域變數非常方便,許多競賽選手十分愛用,但濫用全域變數是很不好的行為,在業界是不被歡迎的,比如 MISRA-C 標準甚至強烈不建議。


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