作用域 全局变量 局部变量 静态变量 外部变量 常量 volatile变量

本文详细介绍了编程中不同类型的变量及其作用域,包括全局变量、局部变量、静态变量等的概念和使用方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

作用域 全局变量 局部变量 静态变量 外部变量 常量 volatile变量

作用域:

作用域规则告诉我们一个变量的有效范围,它在哪儿创建,在哪儿销毁(也就是说超出了作用域)。变量的有效作用域从它的定义点开始,到和定义变量之前最邻近的开括号配对的第一个闭括号。也就是说,作用域由变量所在的最近一对括号确定。

全局变量:

全局变量是在所有函数体的外部定义的,程序的所在部分(甚至其它文件中的代码)都可以使用。全局变量不受作用域的影响,问题可以使用的(也就是说,全局变量的生命期一直到程序的结束)。如果在一个文件中使用extern关键字来声明另一个文件中存在的全局变量,那么这个文件可以使用这个数据。

局部变量:

局部变量出现在一个作用域内,它们是局限于一个函数的。局部变量经常被称为自动变量,因为它们在进入作用域时自动生成,离开作用域时自动消失。关键字auto可以显式地说明这个问题,但是局部变量默认为

auto,所以没有必要声明为auto。

寄存器变量

寄存器变量是一种局部变量。关键字register告诉编译器“尽可能快地访问这个变量”。加快访问速度取决于现实,但是,正如名字所暗示的那样,这经常是通过在寄存器中放置变量来做到的。这并不能保证将变置在寄存器中,甚至也不能保证提高访问速度。这只是对编译器的一个暗示。

使用register变量是有限制的。不可能得到或计算register 变量的地址。register变量只能在一个块中声明(不可能有全局的或静态的register变量)。然而可以在一个函数中(即在参数表中)使用register变量作为一个形式参数。

一般地,不应当推测编译器的优化器,因为它可能比我们做得更好。因此,最好避免使用关键字register。

静态变量

关键字static有一些独特的意义。通常,函数中定义局部变量在函数中作用域结束时消失。当再次调用这个函数时,会重新创建变量的存储空间,其值会被重新初始化。如果想使局部变量的值在程序的整个生命期里仍然存在,我们可以定义函数的局部变量为static(静态的),并给它一个初始化。初始化只在函数第一次调用时执行,函数调用之间变量的值保持不变,这种方式,函数可以“记住”函数调用之间的一些信息片断。

我们可能奇怪为什么不使用全局变量。static变量的优点是在函数范围之外它是不可用的,所以它不可能被轻易改变。这会使错误局部化。

static函数与普通函数有什么区别:static函数在内存中只有一份,普通函数在每个被调用中维持一份拷贝

外部变量

extern告诉编译器存在着一个变量和函数,即使编译器在当前的文件中没有看到它。这个变量或函数可能在一个文件或者在当前文件的后面定义。例如extern int i;编译器会知道i肯定作为全局变量存在于某处。当编译器看到变量i的定义时,并没有看到别的声明,所以知道它在文件的前面已经找到了同样声明的i 。

常量

const告诉编译器这个名字表示常量,不管是内部的还是用户定义的数据类型都可以定义为const。如果定义了某对象为常量,然后试图改变它,编译器将会产生错误。在C++中一个const必须有初始值。

volatile变量

限定词const告诉编译器“这是不会改变的”(这就是允许编译器执行额外的优化);而限定词volatile则告诉编译器“不知道何时变化”,防止编译器依据变量的稳定性作任何优化。

<think>我们正在讨论C++类中成员变量和成员函数的作用域规则。根据引用内容,我们可以整理如下:引用[1]提到:-类内的成员变量和成员函数分开存储。-只有非静态成员变量属于类的对象。-类是一种数据类型,包含成员变量和成员函数的集合。-成员变量有数据类型和名称,定义类时不能对成员变量赋值(因为类本身不占内存,是模板)。-成员函数出现在类体中,作用范围由类决定。引用[2]和引用[4]讨论了静态成员:-静态成员变量和静态成员函数是所有对象共享的,不属于特定对象。-静态成员变量在类内声明,类外初始化。-静态成员函数不能调用非静态成员(因为没有this指针),不能声明为virtual、const或volatile。引用[3]说明:-类成员函数内定义的静态变量:所有对象共享,作用域是类的所有成员函数(实际上,成员函数内定义的静态变量是该函数内的静态局部变量,但被所有对象共享)。基于以上,我们可以总结类中成员的作用域规则如下:1.**非静态成员变量**:-作用域:每个类的对象都有自己的非静态成员变量副本。-生命周期:与对象相同(对象创建时生成,销毁时释放)。-访问:通过对象访问(例如:`obj.member`)。2.**静态成员变量**:-作用域:属于类,被所有对象共享。-生命周期:整个程序运行期间(存储在全局数据区)。-访问:可以通过对象或类名访问(例如:`Class::static_member`或`obj.static_member`)。-初始化:必须在类外初始化(例如:`intClass::static_member=0;`)。3.**非静态成员函数**:-作用域:每个对象都有相同的成员函数(但函数代码只有一份)。-调用:通过对象调用,函数内部通过`this`指针访问调用对象的成员。-特点:可以访问类的所有成员(包括静态和非静态)。4.**静态成员函数**:-作用域:属于类,被所有对象共享。-调用:可以通过类名或对象调用。-特点:-没有`this`指针,因此只能直接访问静态成员(变量和函数)。-不能声明为`virtual`、`const`或`volatile`。-可以使用普通函数指针来存储其地址(而非成员函数指针)。5.**成员函数内部定义的静态变量**(引用[3]):-作用域:虽然定义在成员函数内部,但它是一个静态局部变量,被所有对象共享。-生命周期:整个程序运行期间。-注意:即使函数是静态成员函数,函数内部定义的静态变量同样被所有对象共享。另外,关于作用域的可见性:-类体内部:所有成员(变量和函数)都可以互相访问(无论静态或非静态)。-类外部:-非静态成员只能通过对象访问。-静态成员可以通过类名或对象访问(但受访问控制符限制,如`public`、`private`)。访问控制(public,private,protected)也会影响作用域中的可见性,但本问题主要关注作用域规则(即生命周期和访问方式),访问控制是另一个维度。现在,我们可以编写回答:---###C++类中成员变量和成员函数的作用域规则在C++中,类成员的作用域规则取决于成员是**非静态**还是**静态**的。以下基于标准C++C++11及以上)进行说明。类成员分为成员变量和成员函数,其作用域规则如下:####1.非静态成员变量-**作用域**:每个对象的非静态成员变量有独立的存储空间。例如,若定义两个对象`obj1`和`obj2`,则它们各自的非静态成员变量互不影响。-**生命周期**:与所属对象的生命周期一致(对象创建时初始化,销毁时释放)。-**访问方式**:必须通过对象访问(例如:`obj.member`),未创建对象时无法访问。-例子:```cppclassMyClass{public:intnonStaticVar;//非静态成员变量};MyClassobj1,obj2;obj1.nonStaticVar=10;//obj1的副本obj2.nonStaticVar=20;//obj2的副本(独立于obj1)```####2.静态成员变量-**作用域**:被所有对象共享,相当于类的全局变量。-**生命周期**:整个程序运行期间(存储在全局数据区),即使没有对象也存在。-**访问方式**:可以直接通过类名访问(例如:`MyClass::staticVar`),也可以通过对象访问(例如:`obj.staticVar`),但必须在类外初始化。-规则:-类内声明,类外初始化(例如:`intMyClass::staticVar=0;`)。-引用[2]指出:静态成员变量“不属于特定哪个对象”,因此可通过类名访问。-例子:```cppclassMyClass{public:staticintstaticVar;//声明};intMyClass::staticVar=0;//初始化(类外)MyClassobj1;MyClass::staticVar=10;//通过类名访问obj1.staticVar=20;//通过对象访问(但修改的是同一份数据)```####3.非静态成员函数-**作用域**:每个对象都拥有相同的成员函数(但代码在内存中只有一份)。-**调用方式**:必须通过对象调用(例如:`obj.nonStaticFunc()`)。-**特点**:-具有隐藏的`this`指针(指向调用函数的对象),可以通过`this`访问对象的成员(包括非静态成员变量和静态成员变量)。-可以调用其他成员函数(包括静态和非静态)。-例子:```cppclassMyClass{public:voidnonStaticFunc(){//可以访问非静态成员变量和静态成员变量nonStaticVar=5;//通过this->nonStaticVar(隐式)staticVar=10;//直接访问静态成员}};```####4.静态成员函数-**作用域**:属于类,被所有对象共享。-**调用方式**:可通过类名调用(例如:`MyClass::staticFunc()`)或对象调用(例如:`obj.staticFunc()`)。-**特点**:-没有`this`指针,因此**不能直接访问非静态成员变量或非静态成员函数**[^2][^4]。-只能访问静态成员变量和其他静态成员函数。-不能被声明为`virtual`、`const`或`volatile`[^4]。-存储方式:其地址可用普通函数指针存储(而非成员函数指针)[^4]。-例子:```cppclassMyClass{public:staticvoidstaticFunc(){//staticVar=10;//正确:可访问静态成员//nonStaticVar=5;//错误:不能访问非静态成员(无this指针)}};```####5.成员函数内部定义的静态变量-**作用域**:虽然定义在某个成员函数内部,但它是一个**静态局部变量**,被所有对象共享[^3]。-**生命周期**:程序运行期间(首次执行时初始化,后续调用不再初始化)。-**访问方式**:只能在定义它的函数内部访问。-例子(引用[3]的测试):```cppclassA{public:voidfunc(){staticintc=0;//静态局部变量++c;//每次调用func都会访问同一个c}};Aa1,a2;a1.func();//c=1(首次初始化)a2.func();//c=2(共享)```####总结作用域规则表|成员类型|作用域|生命周期|访问方式||----------------------|----------------------------|--------------------|----------------------------------||非静态成员变量|每个对象独立|对象生命周期|`obj.member`||静态成员变量|所有对象共享|程序运行期|`Class::member`或`obj.member`||非静态成员函数|通过对象调用|程序运行期|`obj.memberFunc()`||静态成员函数|通过类或对象调用|程序运行期|`Class::staticFunc()`或`obj.staticFunc()`||成员函数内静态变量|所有对象共享(函数内可见)|程序运行期|只能在函数内部访问|>**注意**:上述规则不涉及访问控制(如`public`/`private`),访问控制是独立的作用域可见性机制。###附加说明:作用域与访问控制-**访问控制**:成员的作用域规则定义其生命周期和可见范围,而访问控制(`public`、`private`、`protected`)决定外部代码能否访问成员。-例如:一个`private`静态成员变量虽然可在全局访问(通过类名),但仅限类内部或友元访问。---§§相关问题§§1.为什么静态成员函数不能声明为`virtual`、`const`或`volatile`?请结合引用[4]的解释说明。2.如何理解引用[4]中的“静态成员函数不含this指针”?这与非静态成员函数有何本质区别?3.在引用[3]的示例中,成员函数内部的静态变量`c`为何被所有对象共享?这与类作用域的静态成员变量有何异同?</think> ### C++类中成员变量和成员函数的作用域规则 #### 1. **成员变量作用域** 成员变量在类内部具有类作用域,但在不同作用域中存在重要区别: - **非静态成员变量**: - 每个对象都有独立副本,作用域限定在对象实例内部 - 生命周期与对象绑定:对象创建时分配内存,销毁时释放[^1] - 定义时不能初始化(仅声明),需通过构造函数初始化 ```cpp class Student { public: char* name; // 声明但不初始化 int age; // 作用域为对象实例 float score; }; ``` - **静态成员变量**: - 所有对象共享同一副本,作用域为整个类 - 生命周期为整个程序运行期间 - 必须在类外初始化(类内声明,类外定义)[^2] ```cpp class Person { public: static int m; // 类内声明 }; int Person::m = 10; // 类外初始化 ``` #### 2. **成员函数的作用域** 成员函数的作用域规则取决于函数类型: - **非静态成员函数**: - 隐式包含`this`指针,可访问对象的所有成员 - 作用域限定在类内部,但实现可外置(需类名限定)[^1] ```cpp class Student { public: void say(); // 类内声明 }; void Student::say() { /* 类外实现 */ } ``` - **静态成员函数**: - **没有`this`指针**,只能访问静态成员 - 作用域为整个类,可通过类名直接调用[^4] - **不允许**声明为`virtual`/`const`/`volatile`[^4] ```cpp class base { public: static void staticFunc(); // 只能访问静态成员 }; ``` #### 3. **作用域冲突规则** 在多层作用域中遵循以下规则: 1. 局部变量 > 成员变量(使用`this->var`显式访问) 2. 静态成员 > 全局变量(通过类名限定避免歧义) 3. 成员函数内静态变量(见
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值