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大话C++：第5篇再识作用域

news 来源：原创 2024/9/20 9:34:50

1 C++作用域概述

C++中的作用域（Scope）指的是变量、函数或其他标识符的可见和可访问的范围。C++中有多种作用域，包括：

全局作用域（Global Scope）：在全局作用域中声明的变量和函数在整个程序中都是可见的。它们可以在程序的任何位置被访问，除非它们在其他的局部作用域中被重新定义。
局部作用域（Local Scope）：在函数或代码块内部声明的变量和函数具有局部作用域。它们只能在声明它们的函数或代码块内部被访问。当函数或代码块执行完毕后，这些变量和函数将不再存在。
命名空间作用域（Namespace Scope）：在命名空间中声明的变量和函数具有命名空间作用域。它们只能在声明它们的命名空间内部被访问，除非使用了命名空间限定符（namespace qualifier）。
类作用域（Class Scope）：在类中声明的成员变量和成员函数具有类作用域。它们只能在类的内部被访问，除非这些成员被声明为public或protected，并且类的实例被创建。
函数参数作用域（Function Parameter Scope）：函数参数具有函数参数作用域。它们只能在函数内部被访问，从函数返回后这些参数将不再存在。
枚举常量作用域（Enum Constant Scope）：在枚举类型中声明的常量具有枚举常量作用域。它们只能在枚举类型内部被访问。

2 全局作用域

在C++中，全局作用域指的是在所有函数之外声明的标识符（如变量、函数、常量等）的作用域。这些标识符在程序的整个生命周期内都是可见的，可以在程序的任何函数或代码块中访问。

全局作用域通常从程序的开始位置延伸到程序的结束位置。也就是说，只要全局变量或函数在声明后、且在程序结束前，它们就可以在程序的任何位置被访问。

#include <iostream>// 全局变量
int globalVar = 42;int main() 
{// 在 main 函数中可以直接访问全局变量和函数std::cout << "全局变量globalVar= " << globalVar << std::endl;return 0;
}

3 局部作用域

在C++中，局部作用域（Local Scope）是指在一个函数、方法、代码块（如 {} 内的区域）或其他局部区域内部声明的变量、常量、函数等标识符的作用范围。这些标识符只在其被声明的局部区域内可见和可访问。

局部作用域有助于限制变量的作用范围，减少命名冲突，提高代码的可读性和可维护性。当程序执行到局部作用域的末尾时，该作用域内声明的所有局部变量都会被销毁，其内存也会被释放。

#include <iostream>void MyFunction()
{// 局部作用域开始{// 局部变量x，只在这个局部作用域内可见int x = 10; std::cout << "函数MyFunction内的{}中的x = " << x << std::endl;} // 局部作用域结束，变量x被销毁// 尝试访问x会导致编译错误，因为x已经超出了其作用域// std::cout << "函数MyFunction内直接调用{}中的变量: x = " << x << std::endl; // 另一个局部变量x，在这个函数的作用域内可见int x = 20; std::cout << "函数MyFunction内的x = " << x << std::endl;
}int main() 
{// 局部变量x，在main函数的作用域内可见int x = 30; std::cout << "main函数中的x = " << x << std::endl;// 调用MyFunctionMyFunction(); return 0;
}

4 域名解析运算符

在C++中，如果局部作用域中声明了一个与全局作用域中同名的变量，那么局部作用域中的变量将优先被访问，这被称为变量的遮蔽（shadowing）或隐藏（hiding）。这是因为局部作用域中的变量具有更高的优先级，会覆盖全局作用域中的同名变量。

#include <iostream>// 全局变量
int x = 100;void MyFunction() 
{// 局部变量遮蔽了全局变量xint x = 5; // 局部作用域中的变量x// 在这个局部作用域中，访问的是局部变量xstd::cout << "MyFunction中x = " << x << std::endl;
}int main() 
{// 在全局作用域中，访问的是全局变量xstd::cout << "main中访问全局变量x = " << x << std::endl;MyFunction();// 在全局作用域中，访问的仍然是全局变量xstd::cout << "MyFunction调用之后的x = " << x << std::endl;return 0;
}

为了使用局部变量不遮蔽了它的同名全局变量变量，可以使用作用域解析运算符（::）来明确地指定想要访问的是全局作用域中的变量。

#include <iostream>// 全局变量
int x = 100;void MyFunction() 
{// 局部变量遮蔽了全局变量xint x = 5; // 局部作用域中的变量x// 使用作用域解析运算符来访问全局变量xstd::cout << "MyFunction中访问全局变量x = " << ::x << std::endl;// 不使用作用域解析运算符，访问的是局部变量xstd::cout << "MyFunction中访问局部变量x = " << x << std::endl;
}int main() 
{// 访问全局变量x，不需要作用域解析运算符std::cout << "main中访问全局变量x = " << x << std::endl; // 输出：100MyFunction();// 访问全局变量x，不需要作用域解析运算符std::cout << "MyFunction调用之后的x = " << x << std::endl; // 输出：100return 0;
}