5.4 变量的作用域

变量的作用域是指该变量的作用范围。在具体讲解作用域相关概念前，读者应对程序的内存区域有一些了解。一个程序将操作系统分配给其运行的内存块分为4个区域：

●代码区，存放程序的代码，即程序中各个函数中的代码块。

●全局数据区，存放程序全局数据和静态数据。

●堆区，存放程序的动态数据。

●栈区，存放程序的局部数据，即各个函数中的数据。

正因为变量要实现的存储功能不一样，因此其在内存块的区域也不同。在C++中，根据变量的作用域可将变量划分为局部变量和全局变量。

5.4.1 局部变量

在一个函数内部说明的变量是内部变量，其只在该函数范围内有效。也就是说，只有在包含变量说明的函数内部，才能使用被说明的变量，在此函数之外就不能使用这些变量了。因此，这些内部变量被称为局部变量。

前面介绍的代码清单5-4中定义了一个函数swap，该函数中声明了整型变量t，该变量就是一个局部变量，其只在swap函数中起作用。

【范例5-7】局部变量的应用。该范例对代码5-4做一些修改，读者仔细观看局部变量的作用范围，代码如代码清单5-7所示。

【运行结果】上述程序在Visual C++中的运行结果如图5-13所示。

【范例解析】在范例5-7代码中，在swap()函数中定义了变量t，用于交换两个数的中间变量，而在main()函数中也定义了一个变量t，并给其赋初值0。从上述程序读者可以看出，main()函数和swap()函数中的变量t都是局部变量，其都有自身的作用范围。

注意

在C++中，主函数main()中定义的内部变量，只能在主函数中使用，其他函数不能使用。同时，主函数中也不能使用其他函数中定义的内部变量。因为主函数也是一个函数，与其他函数是平行关系。

在上述代码中，如果主函数main()要使用swap()函数中定义的变量t，将main()函数中的变量t的声明语句即第6行注释掉，这是不允许的，Visual C++编译程序将给出变量没有定义的错误，如图5-14所示。

此外，在使用局部变量时需注意如下几个事项：

●形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数的内部变量。

●允许在不同的函数中使用相同的变量名，但它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。

●在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。

5.4.2 全局变量

与局部变量相对应，C++中也有全局变量的概念。全局变量又被称为外部变量，其是在函数外部定义的变量。

提示

全局变量不属于任何一个函数，可被作用域内的所有函数直接引用，其作用域从外部变量的定义位置开始，到本文件结束为止。

【范例5-8】全局变量的应用。该范例声明了3个全局变量s1、s2和s3，用于接收用户输入的长方体的长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积及正、侧、顶三个面的面积，实现代码如代码清单5-8所示。

【运行结果】该程序在Visual C++中的运行结果如图5-15所示。

【范例解析】在上述代码中，程序一开始就声明了三个变量s1、s2和s3，这三个都是全局变量，其作用域为该文件内所有函数。因此，在函数vs()中使用到了，而在主函数main()中同样使用到了。

读者可以看出，使用全局变量能够很方便地完成某些功能，能够简化程序。然而，这也使得函数之间的独立性降低了，这并不符合结构化程序设计的思想。因此，在使用全局变量时，如果可用其他方法实现，则尽量少用全局变量实现。

此外，对于全局变量还有以下几点说明：

●外部变量可加强函数模块之间的数据联系，但又使这些函数依赖这些外部变量，从而使得这些函数的独立性降低。

●在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。

●全局变量的作用域是从定义点到本文件结束。如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明。

外部变量说明的一般形式为：

提示

全局变量的定义和外部变量的说明是不一样的。全局变量的定义，其必须在所有的函数之外定义，且只能定义一次。而外部变量的说明，一般出现在要使用该外部变量的函数内，而且可以出现多次。