C++變量作用域：局部變量與全局變量的區別

在編程中，變量就像一個“數據容器”，但不是所有地方都能隨意使用它。比如你口袋裏的鑰匙（變量），只能在你伸手夠到的地方（比如口袋，即“作用域”）使用，出了口袋就拿不到了。C++中的變量作用域決定了它能被訪問的範圍，而最基礎的分類就是局部變量和全局變量。接下來我們就來詳細瞭解它們的區別。

一、什麼是作用域？¶

“作用域”指的是變量在程序中可以被訪問的範圍。想象你把一個蘋果放在書包裏（定義變量），那麼只有當你打開書包（進入定義它的區域）時，才能拿到這個蘋果。C++中，變量的作用域決定了它能被哪些代碼訪問。

二、局部變量：“函數內的專屬工具”¶

定義與作用域¶

局部變量是在函數內部或代碼塊（如if、for循環的大括號內） 中定義的變量。它的作用域僅限於定義它的函數或代碼塊，出了這個範圍就無法訪問。

例子：

#include <iostream>
using namespace std;

void myFunction() {
    int localVar = 10; // 局部變量，只在這個函數內有效
    cout << "在函數myFunction內部，localVar的值是：" << localVar << endl;
}

int main() {
    // 錯誤！局部變量localVar僅在myFunction中有效，main函數無法直接訪問
    // cout << localVar << endl; // 【編譯錯誤】'localVar' is not declared in this scope
    myFunction(); // 調用函數，此時localVar纔會被創建並使用
    return 0;
}

特點¶

• 定義位置：函數內部或代碼塊內部（如if、for的大括號內）。
• 作用域：僅限定義它的函數/代碼塊。
• 生命週期：隨函數調用開始創建，函數執行結束後銷燬（“用的時候創建，不用就銷燬”）。
• 默認值：如果不手動初始化，局部變量的值是“隨機的”（未定義行爲，可能導致程序錯誤）。
• 安全性：局部變量只在局部範圍內可見，不易被其他代碼意外修改，因此更安全。

三、全局變量：“整個程序的共享資源”¶

定義與作用域¶

全局變量是在所有函數外部定義的變量。它的作用域是整個程序，無論哪個函數、哪個代碼塊，只要在全局變量定義之後，都可以訪問它。

例子：

#include <iostream>
using namespace std;

int globalVar = 20; // 全局變量，定義在所有函數外部

void anotherFunction() {
    cout << "在anotherFunction內部，globalVar的值是：" << globalVar << endl; // 正確：可以訪問
}

int main() {
    cout << "在main函數內部，globalVar的值是：" << globalVar << endl; // 正確：可以訪問
    anotherFunction(); // 調用函數，同樣可以訪問globalVar
    return 0;
}

特點¶

• 定義位置：所有函數外部（比如在main函數前面定義）。
• 作用域：整個程序。
• 生命週期：從程序開始執行到程序結束（“程序活着，它就活着”）。
• 默認值：基本類型（如int、double）的全局變量默認初始化爲0（這是C++的規則，非常重要！）。
• 安全性：全局變量在整個程序中可見，容易被多個函數意外修改，可能導致程序邏輯錯誤（“牽一髮而動全身”）。

四、局部變量 vs 全局變量：核心區別¶

五、使用建議：優先局部變量¶

全局變量雖然“方便”，但容易引發問題：
- 命名衝突：如果多個全局變量同名，可能導致混淆。
- 調試困難：全局變量被多處修改，難以追蹤數據變化來源。
- 程序穩定性：意外修改全局變量可能導致程序邏輯錯誤。

最佳實踐：
- 優先使用局部變量，除非確實需要多個函數共享數據（此時可用static局部變量或全局變量，但全局變量需謹慎）。
- 如果必須用全局變量，儘量將其設爲const（常量），避免被修改。

總結¶

• 局部變量：小範圍、安全、隨函數銷燬，適合“只在一個地方用的數據”。
• 全局變量：大範圍、易修改、隨程序存在，適合“整個程序需要共享的數據”，但需謹慎使用。

理解變量作用域，能幫助你寫出更健壯、不易出錯的代碼！