2.5 语句与作用域

声明语句与作用域

在 C++ 中，一个名字在被声明引入之前，是无效的。

a = 1; // 错误：a 在这里是无效的

int a = 0; // 声明并创建一个整数类型的对象 a

在上面的例子中，a 在被声明之前是无效的，所以第一行代码是错误的。只有在 a 被声明之后，a 才是有效的。

复合语句与作用域

在前面我们已经讲过了复合语句，复合语句的另一个重要作用是引入作用域。在复合语句内部声明的名字，只在复合语句内部有效。例如：

int a = 1;
{
    int b = 2;
    a = 1; // 在复合语句内部，可以访问外部的名字
}
b = 3; // 错误：在复合语句外部，b 已经不可见

在上面的例子中，b 是在复合语句内部声明的，所以在复合语句外部是不可见的。这样的机制可以避免名字冲突，也可以提高程序的可读性。

循环体中的声明

在循环语句的循环体内，可以声明新的对象。这些对象只能在循环体内使用。例如：

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    int a = 0;
    while (a < 10) {
        int b = i;
        a += b * a; // 可以访问 a 和 b
    }
    b = 2; // 错误：b 在这里是不可见的
}
a = 2; // 错误：a 在这里是不可见的

循环之间

在不同的循环之间，声明的对象是不可见的。例如：

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    if(i > 0) a = 1;  // 错误：a 在这里是不可见
    int a = i; // 这里声明了一个新的 int 类型的对象 a
}

每一次循环，都会离开作用域，进入下一次循环的作用域。此时，上一次循环中声明的对象是不可见的，即使名字相同。

在 for 语句初始化语句中声明的对象（for( ... ; ; ) 括号里面左边的部分），在每一次循环之间保持可见。

for 语句与作用域

在for 语句中，for 语句的初始化部分中声明的名字，只在 for 语句内部有效。例如：

for (int i = 0; i < 10; ++i)
    a += i; // i 在这里是可见的
// i 在这里是不可见的

如果 for 语句的循环体是一个复合语句，其内部也对 for 的初始化部分声明的名字是可见的。例如：

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    int a = 0;
    a += i; // i 在这里是可见的
}
// 在这里，a 和 i 都是不可见的

如果 for 语句的循环体是一个声明语句，那么这个声明只在 for 语句内部有效。例如：

for(int i = 0; i < 10; ++i)
    int a = 0;

a += 1; // 错误：a 在这里是不可见的

选择语句与作用域

在if 语句、switch 语句中，在选择条件里可以写一个声明语句，这个声明的名字只在选择语句内部有效。

例如，在 if 语句提到了一个例子：

if (int a = 1; a > b) max = a;
else max = b;

这和下面的代码是等价的：

{
    int a = 1;
    if (a > b) max = a;
    else max = b;
}

从作用域的角度来说也是等价的，a 只在 if 语句内部有效。提到的等价代码中，加入 {} 组成复合语句正好描述了这个作用域的关系。

类似的，switch 语句选择条件中的声明也只在 switch 语句内部有效。例如：

switch (int b = 2; a) {
    case 1: as = b; break;
    case 2: as = b * 4; break;
    default: as = 0;
}

这和下面的代码是等价的：

{
    int b = 2;
    switch (a) {
        case 1: as = b; break;
        case 2: as = b * 4; break;
        default: as = 0;
    }
}

与 for 语句类似，如果 if 语句或 switch 语句的选择体是一个声明语句，那么这个声明只在 if 语句或 switch 语句内部有效。例如：

if(a > b) int c = 1;

c = 2; // 错误：c 在这里是不可见的

switch(a) int d = 2;

d = 3; // 错误：d 在这里是不可见的

函数与作用域

在函数中，函数的参数列表中声明的名字只在函数内部有效。例如：

int add_mul(int a, int b, int c) {
    int sum = a + b;
    return sum * c;
}
// add_mul 函数中的一切，包括 a, b, c, sum 在这里都是不可见的

int sub_mul(int a, int b, int c) {
    // 这里的 a, b, c 是新的 a, b, c，和 add_mul 的 a, b, c 不同

    int diff = a - b;
    return diff * c;
}
// sub_mul 函数中的一切，包括 a, b, c, diff 在这里都是不可见的

a = 1; // 错误：不管是哪个 a，在这里都是不可见的