C++变量作用域

chao_smile 2023/10/16

# C++变量作用域

在 C++中，变量的作用域定义了它们的可见性和生命周期。一般来说，有三个地方可以定义变量：

在函数或一个代码块内部声明的变量，称为局部变量。
在函数参数的定义中声明的变量，称为形式参数。
在所有函数外部声明的变量，称为全局变量。

作用域是程序的一个区域，变量的作用域可以分为以下几种：

局部作用域：在函数内部声明的变量具有局部作用域，它们只能在函数内部访问。局部变量在函数每次被调用时被创建，在函数执行完后被销毁。
全局作用域：在所有函数和代码块之外声明的变量具有全局作用域，它们可以被程序中的任何函数访问。全局变量在程序开始时被创建，在程序结束时被销毁。
块作用域：在代码块内部声明的变量具有块作用域，它们只能在代码块内部访问。块作用域变量在代码块每次被执行时被创建，在代码块执行完后被销毁。
类作用域：在类内部声明的变量具有类作用域，它们可以被类的所有成员函数访问。类作用域变量的生命周期与类的生命周期相同。

注意：如果在内部作用域中声明的变量与外部作用域中的变量同名，则内部作用域中的变量将覆盖外部作用域中的变量。

# 局部作用域

在函数或一个代码块内部声明的变量，称为局部变量。它们只能被函数内部或者代码块内部的语句使用。下面的实例使用了局部变量：

#include <iostream>
using namespace std;

int main ()
{
    // 局部变量声明
    int a, b;
    int c;

    // 实际初始化
    a = 10;
    b = 20;
    c = a + b;

    cout << c;

    return 0;
}

# 全局作用域

在所有函数外部定义的变量（通常是在程序的头部），称为全局变量。全局变量的值在程序的整个生命周期内都是有效的。
全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量一旦声明，在整个程序中都是可用的。下面的实例使用了全局变量和局部变量：

#include <iostream>
using namespace std;

// 全局变量声明
int g;

int main ()
{
    // 局部变量声明
    int a, b;

    // 实际初始化
    a = 10;
    b = 20;
    g = a + b;

    cout << g;

    return 0;
}

在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内，局部变量的值会覆盖全局变量的值。下面是一个实例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 全局变量声明
int g = 20;

int main ()
{
  // 局部变量声明
  int g = 10;

  cout << g;

  return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

# 初始化局部变量和全局变量

当局部变量被定义时，系统不会对其初始化，您必须自行对其初始化。定义全局变量时，系统会自动初始化为下列值：

数据类型	初始化默认值
int	0
char	'\0'
float	0.0f
double	0.0
pointer	nullptr

这个表格列出了常见的数据类型以及它们在未显式初始化时的默认值。请注意，这些默认值可以根据编译器和系统的不同而有所变化。

# 块作用域

在代码块内部声明的变量具有块作用域，它们只能在该代码块内部访问。块作用域变量在每次代码块执行时被创建，并在代码块执行完后被销毁。块作用域变量通常用于控制临时作用域。

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a = 10;
    {
        int a = 20;  // 块作用域变量
        cout << "块变量: " << a << endl;
    }
    cout << "外部变量: " << a << endl;
    return 0;
}

以上实例中，内部的代码块中声明了一个名为 a 的变量，它与外部作用域中的变量 a 同名。内部作用域中的变量 a 将覆盖外部作用域中的变量 a，在内部作用域中访问 a 时输出的是 20，而在外部作用域中访问 a 时输出的是 10。

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

块变量: 20
外部变量: 10

# 类作用域

在类内部声明的变量具有类作用域，它们可以被类的所有成员函数访问。类作用域变量的生命周期与类的生命周期相同，通常用于类内部数据成员。

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    static int class_var;  // 类作用域变量
};

int MyClass::class_var = 30;

int main() {
    std::cout << "类变量: " << MyClass::class_var << std::endl;
    return 0;
}

以上实例中，MyClass 类中声明了一个名为 class_var 的类作用域变量。可以使用类名和作用域解析运算符 :: 来访问这个变量。在 main() 函数中访问 class_var 时输出的是 30。

类变量: 30

注意：如果在内部作用域中声明的变量与外部作用域中的变量同名，则内部作用域中的变量将覆盖外部作用域中的变量。这种现象称为"遮蔽"或"隐藏"。

总之，C++的变量作用域是程序中的一个重要概念，它决定了变量的可见性和生命周期。理解不同作用域类型对变量的影响对于编写清晰、可维护的代码非常重要。根据需要，可以选择局部变量、全局变量、块作用域变量或类作用域变量，以满足程序的需求。

# 重点小结

局部作用域：在函数或一个代码块内部声明的变量具有局部作用域，它们只能在函数内部或代码块内部访问。局部变量在函数每次被调用时被创建，在函数执行完后被销毁。局部变量用于存储临时数据，不会影响其他函数或代码块。
```
void myFunction() {
    // 局部变量声明
    int localVar;
    // ...
}
```
全局作用域：在所有函数和代码块之外声明的变量具有全局作用域，它们可以被程序中的任何函数访问。全局变量在程序开始时被创建，在程序结束时被销毁。全局变量在整个程序中保持不变，通常用于存储全局配置或常数值。
```
// 全局变量声明
int globalVar;

int main() {
    // ...
}
```
块作用域：在代码块内部声明的变量具有块作用域，它们只能在该代码块内部访问。块作用域变量在每次代码块执行时被创建，并在代码块执行完后被销毁。块作用域变量通常用于控制临时作用域。
```
void myFunction() {
    // ...
    {
        // 块作用域变量声明
        int blockVar;
        // ...
    }
}
```
类作用域：在类内部声明的变量具有类作用域，它们可以被类的所有成员函数访问。类作用域变量的生命周期与类的生命周期相同，通常用于类内部数据成员。
```
class MyClass {
public:
    int classVar; // 类作用域变量
    void myMethod() {
        // 可以访问 classVar
        // ...
    }
};
```

运算符输入输出

讲义

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