C++标识符的作用域与可见性

一、标识符的作用域与可见性

作用域讨论的是标识符的有效范围，可见性讨论的是标识符是否可以被引用。

二、作用域

作用域是一个标识符在程序正文中有效的区域。C++中标识符的作用域有函数原型作用域、局部作用域（块作用域）、类作用域和命名空间作用域。

1.函数原型作用域

C++程序中最小的作用域。在函数原型声明时形式参数的作用范围就是函数原型作用域。

例：

double area{double radius};//标识符radius

注：标识符radius的作用域范围就是在函数area形参列表的左右括号之间，在程序的其他地方不能引用这个标识符。

在函数原型的形参列表中起作用的只是形参类型，标识符并不起作用，因此可以省略标识符，但为了程序的可读性，通常在函数原型声明时给出标识符。

2.局部作用域

①函数形参列表中的形参的作用域，从形参列表中的声明处开始，到整个函数体结束之处为止。

②函数体内声明的变量，其作用域从声明处开始，一直到声明所在的块结束的大括号为止。

具有局部作用域的变量也称局部变量。

void fun(int a){//a的作用域整个函数体
    int b=a;//b的作用域大括号里
    cin>>b;
    if (b<){
         int c;//c的作用域 if的大括号里
         ...
    }
}

再例：

#include <iostream>
using namespace std;

void anotherFunction() ; //函数原型
int main()
{
    int num = ; //主函数main中的num
    cout << "In main, num is " << num << endl;
    anotherFunction();
    cout << "Back in main, num is still " << num << endl;
    return ;
}
void anotherFunction()
{
    int num = ; //函数anotherFunction中的num
    cout << "In anotherFunction, num is " << num << endl;
}

注：虽然有两个名为 num 的变量，但是程序在同一时间只能“看到”其中一个，因为它们在不同的函数中。

两个函数的封闭性质，“{}”分隔变量的作用域。第一个main变量仅在main函数中可见；第二个num仅在anotherFunction函数中可见。

3.类的作用域

类可以被看成一组有名成员的集合，类X的成员m具有类的作用域，对m的访问有如下三种方式：、

①如果X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符，那么可以直接访问m。也就是说m在这样的函数中都起作用。

Clock globClock;
globClock.showtime();//对象的成员函数具有类的作用域

②通过表达式x.m或X::m。这是访问对象成员的最基本方法。X::m的方式用于访问类的静态成员。

void Clock::showtime()

③使用ptr->m，其中ptr为指向X类的一个对象的指针。

Student *student = new Student();
student->show();

4.命名空间作用域

命名空间的语法形式：

namespace 命名空间名{
     命名空间内的各种声明（函数声明、类声明......）
}

注：

　　一个命名空间确定了一个命名空间的作用域，凡是在该命名空间之内声明的、不属于前面所述各个作用域的标识符，都属于该命名空间作用域。

①如需在该命名空间内需要引用其他命名空间的标识符，语法形式如下:

        命名空间名：：标识符

namespace SomeNs{
    class SomeClass{...};
}
//如需引用类名SomeClass或函数名someFunc
SomeNs::SomeClass obj1;//声明一个SomeNS型的对象obj1

②为了避免标识符前总使用上面的命名空间限定显得冗长，C++提供了using语句

两种形式

using 命名空间名::标识符名；//将指定的标识符暴露在当前作用域内，使得在当前作用域内可以直接使用该标识符
using namespace 命名空间名；//将指定命名空间内的所有标识符暴露在当前作用域内，使得在该命名空间内可以直接使用任何标识符

③命名空间允许嵌套

namespace OuterNs{
    namespace InnerNs{
        class SomeClass(...);
    }
}

④特殊的命名空间：全局命名空间和匿名命名空间

全局命名空间：是默认的的命名空间，在显式声明的命名空间之外生命的标识符都在一个全局命名空间中

匿名命名空间：是一个需要显式声明的没有名字的命名空间，例如：

namespace{
      匿名命名空间内的各种声明（函数声明、类声明、......）
}

二、可见性

定义：程序运行到某一点，能够引用到的标识符，就是该处可见的标识符。

作用域可见性的一般规则如下：

①标识符要声明在前，引用在后

②在同一作用域中不能声明同名的标识符

③在没有互相包含关系的不同的作用域中声明的同名标识符，互不影响

④如果在两个或者多个具有包含关系的作用域中声明了同名标识符，则外层标识符在内层不可见

三、程序实例

#include <iostream>
using namespace std;
int i;                           //在全局命名空间中的全局变量
namespace Ns{
    int j;                       //在Ns命名空间中的全局变量
}
int main(){
    i=;                         //为全局变量i赋值
    Ns::j=;                     //为全局变量j赋值
    {
        using namespace Ns;      //使当前块中可以直接引用Ns命名空间的标识符
        int i;                   //局部变量，局部作用域
        i=;
        cout<<"i="<<i<<endl;
        cout<<"j="<<j<<endl;
    }
    cout<<"i="<<i<<endl;
    return ;
}

注意：5-1中声明的全局变量就是具有命名空间的作用域，他们在整个文件中都有效。（具有命名空间作用域的变量也成为全局变量）

①变量 i 是全局命名空间，有效范围直到文件尾。

②在主函数开始处给 i 赋初值5，接下来又声明了同名变量并赋初值7。第一次输出的结果是7，因为具有局部作用域的变量 i 把具有命名空间作用域的 i 隐藏了，于是具有命名空间作用域的 i 变得不可见。

③第一个块运行结束，输出的 i 的值为7，因为具有局部作用域的 i 不在有效范围之内了，现在处在有效范围内的变量只有具有命名空间作用域的那个变量。

④j被声明在命名空间 Ns 中，在主函数中通过 Ns::j 的方式引用，为其赋值。