§ 4. Область действия имён. Локальные и глобальные имена

Существенной особенностью функций языка С++, упрощающей их изучение, является то, что функции не могут быть вложенными. Другими словами, невозможно определить (описать) одну функцию внутри другой. В таком случае говорят, что все функции находятся на одном уровне видимости. Поэтому вопрос области действия имён решается проще, чем на языке Pascal.

Есть несколько мест объявления локальных переменных.

В скобках в прототипе и в заголовке при описании функции перечисляются только те переменные, которые должны быть переданы в функцию, то есть входные, и её результаты (выходные параметры), если такие есть. Такие переменные, названные формальными параметрами, доступны (видны, их можно использовать) только в той функции, в заголовке которой они описаны. Повторно в теле функции формальные параметры объявлять не надо! В прототипе функции имена параметров можно не писать, достаточно указать только их типы. Эта информация используется компилятором при проверке соответствия типов и количества фактических и формальных параметров. При описании функции в её заголовке имена параметров и повторно их типы записываются обязательно; Как видно из предыдущих примеров, здесь объявляются не все используемые в функции переменные.

Переменные, содержащие некоторые промежуточные значения, объявляются в любом месте тела функции до первого их использования, доступны только в ней и являются также локальными. Они не являются формальными параметрами, в заголовке функции не записываются, при вызове функции не передаются. В теле функции, отличной от void, можно объявить также переменную для результата, возвращаемого с помощью return переменная.

Как частный случай последней возможности переменные можно объявить внутри блока. Блок или составной оператор — это последовательность операторов, заключённая в фигурные скобки. Таким блоком может быть, например, тело любого из циклов, одна из ветвей if или switch. Например,

if (…) { float t; …}. Такую переменную (t) можно использовать только в этом блоке и во всех внутренних (вложенных) по отношению к нему. Вне данного блока она недоступна. Этим мы гарантируем, что вне блока такая переменная не будет изменена. Такая локальная переменная часто используется в заголовке for.

…… //Здесь i недоступна

for (int i=0; i<n;i++) // i видна в заголовке

{ …… // i видна здесь

}

…… // Здесь i использовать нельзя

При таком объявлении переменную (в примере i) можно использовать только внутри цикла и в любом из трёх выражений заголовка цикла.

Объявив её вне заголовка цикла, получим:

……// Здесь i использовать нельзя

int i;

… ... //Здесь i видна

for (i=0; i<n;i++) // i видна и в заголовке цикла

{ …… /* i видна и в цикле */ }

… … // i доступна и после цикла здесь

Тогда она видна не только в цикле, а и в любом месте после объявления, как перед for, так и после фигурных скобок для цикла.

Локальные переменные имеют следующие особенности:

• их можно объявить в любом месте функции или блока до первого их использования, то есть не обязательно в самом начале. Это, конечно, не относится к формальным параметрам, которые объявляются всегда в скобках заголовка;

• локальные переменные создаются при входе в функцию или блок и уничтожаются при выходе из них. При этом не просто теряются значения, но и освобождается память;

• локальные переменные в разных функциях или блоках, не вложенных друг в друга, могут иметь одинаковые идентификаторы. Но на самом деле это разные переменные, для них отводится разная память.

Переменные, объявленные в main, также являются локальными и их можно использовать только в основной функции.

Глобальные переменные можно объявить вне всех функций, в том числе вне main, например, в самом начале перед прототипами функций. Кроме этого их разрешается объявлять также между прототипами, непосредственно перед функцией main или между текстами функций. Особенности таких переменных:

• “видны” из любой функции, размещенной после описания переменной;

• память занята на всё время выполнения проекта;

• как правило, использование локальных переменных предпочтительнее глобальных. Например, из двух вариантов функции

/* Вариант 1 */ float MyMax1 (float x, float y) { return x>y?x:y; }

/* Вариант 2 */ float x, y; float MyMax2 () { return x>y?x:y; }

первый лучше, так как использует локальные переменные. Во втором варианте используются глобальные переменные. Противоречие в том, что второй вариант легче для написания. Это относится и к функциям типа void. Объясняется это тем, что не надо заботиться о передаче входных параметров в функцию и можно не знать, как вернуть результаты из функции. То есть можно не знать ни ссылочный тип, ни указатели для этих целей.

Сказанное выше относится к константам и типам. Эти элементы также могут быть локальными, то есть объявленными в функции или в блоке, и глобальными, которые доступны всем или нескольким функциям. Понятно, что не имеет смысла говорить о формальных константах или формальных типах.