【深度剖析】【变量】变量的作用域

 

作用域的定义

作用域（ scope ）或者可见性是指变量在程序内的可见和可引用的范围。

比如，全局变量在所有的文件都可访问，那他的作用域就是所有文件；

static 定义的全局变量，只可以在定义它的源文件中访问，那他的作用域就是其所在的源文件；

函数内部的局部变量，只在其函数范围内有效；

有些变量，只在某一块代码段内有效（花括号括起来的一段代码）；

 

使变量引用局部化：

《代码大全》这本书引入了攻击窗口的概念：介于同一个变量多个引用点之间的代码可成为攻击窗口，在这个窗口中新增代码，可能会不当的修改此变量。

一般而言，把对一个变量的引用局部化，即把引用点尽可能集中在一起总是一种很好的做法。主要的好处是提高程序的可读性和可维护性 。如果变量的引用点都很集中，则阅读代码的时候，只要关注这一块代码就可以了，否则，阅读者的目光需要在代码中跳来跳去。

如何衡量变量引用的集中程度？《代码大全》提到了变量跨度 的概念：对变量所有引用间相隔的代码行数。

test_i 的跨度总共是 2 。 test_i 的平均跨度是 2/3 。

 

尽可能的缩短变量的存活时间：

变量的存活时间—— 一个变量存在期间所跨越的语句总数。也就是从第一次引用，到最后一次引用之间跨越代码的函数。

跨度表明变量引用的集中程度，存活时间表明变量经历的语句。

如上图所示， test_i 存活时间是 5 条语句。                                      

低存活时间的好处：

1、  减小攻击窗口，不易出错。

2、  使你对代码有更准确的认识（提高可读性）

3、  减少初始化错误。

最后，一个明显的好处是便于程序重构，如果一个程序拆分为多个小的程序，短的存活时间更有价值。

用跨度和生存时间来考察全局变量，会发现全局变量跨度和生存时间都很长——这是避免使用全局变量的好的理由之一。

 

减小作用域的一般原则：

1、  在循环开始之前再去初始化改循环里使用的循环变量，而不是在该循环所属的子程序的开始处初始化这些变量。

2、  直到变量即将被使用时再为其赋值。把声明和定义放在使用之前。

3、  把相关语句放在一起。减少变量的跨度和生存时间。

4、  把相关的语句组提取成功单独的子程序。把一个长的子程序拆分为更小的、单独的子程序可以缩小变量的作用域。

5、  开始时才偶那个最严格的可见性，然后根据需要扩展变量的作用域。当对变量作用域犹豫不决时，应该倾向于选择该变量所能具有的最小的作用域：首先将变量限制于某个特定的循环，然后是局限于某个子程序，其次是类的 private 变量， protected 变量，再其次对包（）可见，最后不得已的情况下再把它作为全局变量。

 

关于对变量作用域的态度，取决于程序员如何看待“方便性”和“智力上的可管理性”。作用域越大，在写代码时越方便。但是写出的程序更难于理解、阅读、调试和维护。

 

 注：内容来自《代码大全》第10章