Локальная область видимости

Локальная область видимости – это часть исходного текста программы, содержащаяся в определении функции (или блоке внутри тела функции). Все функции имеют свои локальные области видимости. Каждая составная инструкция (или блок) внутри функции также представляет собой отдельную локальную область. Такие области могут быть вложенными. Например, следующее определение функции содержит два их уровня (функция выполняет двоичный поиск в отсортированном векторе целых чисел):

const int notFound = -1; // глобальная область видимости
int binSearch(const vector<int> &vec, int val)
{ // локальная область видимости: уровень #1
int low = 0;
int high = vec.size() - 1;
while (low <= high)
{ // локальная область видимости: уровень #2
int mid = (low + high) / 2;
if (val < vec[ mid ])
high = mid - 1;
else low = mid + 1;
}
return notFound; // локальная область видимости: уровень #1
}

Первая локальная область видимости – тело функции binSearch(). В ней объявлены параметры функции vec и val, а также переменные low и high. Цикл while внутри функции задает вложенную локальную область, в которой определена одна переменная mid. Параметры vec и val и переменные low и high видны во вложенной области. Глобальная область видимости включает в себя обе локальных. В ней определена одна целая константа notFound.
Имена параметров функции vec и val принадлежат к первой локальной области видимости тела функции, и в ней использовать те же имена для других сущностей нельзя. Например:

int binSearch(const vector<int> &vec, int val){ // локальная область видимости: уровень #1 int val; // ошибка: неверное переопределение val //...

Имена параметров употребляются как внутри тела функции binSearch(), так и внутри вложенной области видимости цикла while. Параметры vec и val недоступны вне тела функции binSearch().
Разрешение имени в локальной области видимости происходит следующим образом: просматривается та область, где оно встретилось. Если объявление найдено, имя разрешено. Если нет, просматривается область видимости, включающая текущую. Этот процесс продолжается до тех пор, пока объявление не будет найдено либо не будет достигнута глобальная область видимости. Если и там имени нет, оно будет считаться ошибочным.
Из-за порядка просмотра областей видимости в процессе разрешения имен объявление из внешней области может быть скрыто объявлением того же имени во вложенной области. Если бы в предыдущем примере переменная low была объявлена в глобальной области видимости перед определением функции binSearch(), то использование low в локальной области видимости цикла while все равно относилось бы к локальному объявлению, скрывающему глобальное:

int low;
int binSearch(const vector<int> &vec, int val)
{
// локальное объявление low
// скрывает глобальное объявление
int low = 0;
//...
// low - локальная переменная
while (low <= high)
{//...
}
//...
}

Для некоторых инструкций языка C++ разрешено объявлять переменные внутри управляющей части. Например, в цикле for переменную можно определить внутри инструкции инициализации:

for (int index = 0; index < vecSize; ++index){ // переменная index видна только здесь if (vec[ index ] == someValue) break;}// ошибка: переменная index не виднаif (index!= vecSize) // элемент найден

Подобные переменные видны только в локальной области самого цикла for и вложенных в него (это верно для стандарта С++, в предыдущих версиях языка поведение было иным). Компилятор рассматривает это объявление так же, как если бы оно было записано в виде:

// представление компилятора{ // невидимый блок int index = 0; for (; index < vecSize; ++index) { //... }}

Тем самым программисту запрещается применять управляющую переменную вне локальной области видимости цикла. Если нужно проверить index, чтобы определить, было ли найдено значение, то данный фрагмент кода следует переписать так:

int index = 0;for (; index < vecSize; ++index){ //...}// правильно: переменная index виднаif (index!= vecSize) // элемент найден

Поскольку переменная, объявленная в инструкции инициализации цикла for, является локальной для цикла, то же самое имя допустимо использовать аналогичным образом и в других циклах, расположенных в данной локальной области видимости:

void fooBar(int *ia, int sz){ for (int i=0; i<sz; ++i)... // правильно for (int i=0; i<sz; ++i)... // правильно, другое i for (int i=0; i<sz; ++i)... // правильно, другое i}

Аналогично переменная может быть объявлена внутри условия инструкций if и switch, а также внутри условия циклов while и for. Например:

if (int *pi = getValue()){ // pi!= 0 -- *pi можно использовать здесь int result = calc(*pi); //...}else{ // здесь pi тоже видна // pi == 0 cout << "ошибка: getValue() завершилась неудачно" << endl;}

Переменные, определенные в условии инструкции if, как переменная pi, видны только внутри if и соответствующей части else, а также во вложенных областях. Значением условия является значение этой переменной, которое она получает в результате инициализации. Если pi равна 0 (нулевой указатель), условие ложно и выполняется ветвь else. Если pi инициализируется любым другим значением, условие истинно и выполняется ветвь if.

бъекты, объявленные вне процедур, называются внешними, объекты, объявленные внутри процедур и блоков, - внутренними.

Областью видимости ( scope ) объекта является та часть программы, в пределах которой использование его имени является корректным.

Область видимости имени (определения или описания) внутреннего объекта – это процедура или блок, в которой(ом) находится это определение или описание.

Области видимости внешнего объекта в языках C и Basic несколько отличаются. В языке C она распространяется от места его определения до конца файла. Напомним, что в этом языке допустимо определение внешнего объекта между определениями функций. В языке Basic эта область охватывает весь модуль (файл).

Если одно и то же имя объявлено на разных уровнях структуры, то это объявление разных объектов и всегда превалирует более "внутреннее" объявление имени, если мы находимся в его области видимости.

Пример. Приводится на языке C, поскольку он имеет больше уровней структуры. Стрелками с номером показаны области видимости соответствующего объекта по имени a.

#define SIZE 100

float a[SIZE]; _______ /* 1-й объект */

.............. |

| ß 1

void main( void ){ |

int a,b; _____| /* 2-й объект */

........ | ß 2

{ double a,c; __| /* 3-й объект */

........... | ß 3

} _|_

........ | ß 2

} /* End main */ ___|

int func1(...){ _______

int k,l; |

........ | ß 1

{ char a,e; _____| /* 4-й объект */

......... | ß 4

} __|___

........ | ß 1

} /* End func1 */ |

|

int func2(...){ |

.......... | ß 1

} /* End func2 */ ______|

Объекты, объявленные во внешних уровнях структуры, называются глобальными по отношению к объектам вложенных в них уровней. Области видимости имен называют областями локализации, а соответствующие данные локальными по отношению к области видимости.

Время жизни переменной (глобальной или локальной) определяется по следующим правилам.

1. Переменная, объявленная глобально (т.е. вне всех блоков), существует на протяжении всего времени выполнения программы.

2. Локальные переменные (т.е. объявленные внутри блока) с классом памяти register или auto, имеют время жизни только на период выполнения того блока, в котором они объявлены. Если локальная переменная объявлена с классом памяти static или extern, то она имеет время жизни на период выполнения всей программы.

Видимость переменных и функций в программе определяется следующими правилами.

1. Переменная, объявленная или определенная глобально, видима от точки объявления или определения до конца исходного файла. Можно сделать переменную видимой и в других исходных файлах, для чего в этих файлах следует ее объявить с классом памяти extern.

2. Переменная, объявленная или определенная локально, видима от точки объявления или определения до конца текущего блока. Такая переменная называется локальной.

3. Переменные из объемлющих блоков, включая переменные объявленные на глобальном уровне, видимы во внутренних блоках. Эту видимость называют вложенной. Если переменная, объявленная внутри блока, имеет то же имя, что и переменная, объявленная в объемлющем блоке, то это разные переменные, и переменная из объемлющего блока во внутреннем блоке будет невидимой.

4. Функции с классом памяти static видимы только в исходном файле, в котором они определены. Всякие другие функции видимы во всей программе.

Метки в функциях видимы на протяжении всей функции.

Имена формальных параметров, объявленные в списке параметров прототипа функции, видимы только от точки объявления параметра до конца объявления функции.

Дата добавления: 2015-11-04