[note]C++作用域、可见性与生存期

作用域

作用域的定义

作用域是一个标识符（变量、常量、函数等）在程序正文中有效的区域。

作用域分类

1. 函数原型作用域
2. 局部作用域（块作用域）
3. 类作用域
4. 全局作用域（文件作用域）
5. 命名空间作用域。

函数原型作用域

即参数表。函数原型中的参数，其作用域始于"("，结束于")"。

例：

double area(double radius);

局部作用域

• 函数的形参、在块中声明的标识符。

• 一般的大括号也具有限制代码块的作用，一个大括号就是一个局部作用域。

• 标识符的局部生存期自声明处起，限于块中，通常以“}”结束。

局部作用域举例

void fun(int a) {
   int b = a;
   cin >> b;
   if (b > 0) {
     int c;

     ......
   }
}

类作用域

域的大小界定

类的成员具有类作用域，其范围包括类体和非内联成员函数的函数体。

访问控制

如果在类作用域以外访问类的成员，要通过类名（访问静态成员），或者该类的对象名、对象引用、对象指针（访问非静态成员）。

类内常量和枚举类

类内常量需要定义为

static const typename foobar = val;
//或利用枚举方式，目的都是在编译时确定好这些常量
enum {foobar = val};

枚举类型可能会发生标识符名冲突，在C++11下可以使用enum class或者enum struct，利用作用域分辨符::进行区别。

enum class egg{big,  small, large};
enum class shirt{big,  small, large};

使用时

egg choice = egg::large;
shirt FLUO= shirt::large;

可见性

可见性是从对标识符的引用的角度来谈的概念，表示从内层作用域向外层作用域“看”时能看见什么。

可见性：如果某个标识符在外层中声明，且在内层中没有同一标识符的声明，则称该标识符在内层可见。

• 如果标识在某处可见，就可以在该处引用此标识符。
• 对于两个嵌套的作用域，如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符，则外层作用域的标识符在内层不可见。

应用注意事项（仅一点）：
嵌套作用域的重名问题域内和域外的同名变量，标识符使用域内变量。
生存期&作用域同这个标识符的可见性没有直接关系。可见性只和嵌套作用域的重名问题相关。

生存期

• 静态生存期:只要程序开始运行,这种生存期的变量就被分配了内存,这种变量的生存期和程序的运行期相同

对应作用域问题中的文件作用域的标识符和static、enum成员

• 局部生存期:这种变量的生存期开始于程序执行经过其声明点时,而结束于命名它的标识符所在的作用域尾（一般是}）
• 动态生存期:这种变量可以随时创建,随时删除,创建和删除是程序员用内存操作函数进行的。

以下这个例子将说明：

1. 静态生存期意味着程序起止的寿命，不一定和全局作用域对应，如a，在other()函数内部是内层，出了函数就是外层的a。（可见性的问题）
2. 局部生存期和局部作用域对应，如other()中的局部变量c。
3. 各种寿命的标识符都要受到可见性的制约，a、b、c都是如此。

#include<iostream>
using namespace std;

int i = 1; // i 为全局变量，具有静态生存期。

void other() {
static int a = 2;
static int b;
// a,b为静态局部变量，具有全局寿命，局部可见。
//只第一次进入函数时被初始化。
int c = 10; // C为局部变量，具有动态生存期，
//每次进入函数时都初始化。
a += 2; i += 32; c += 5;
cout<<"---OTHER---\n";
cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl;
b = a, c = a;
}

int main() {
static int a;//静态局部变量，有全局寿命，局部可见。
int b = -10; // b, c为局部变量，具有动态生存期。
int c = 0;
cout << "---MAIN---\n";
cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl;
//---MAIN---
//i: 1 a: 0 b: -10 c: 0
//注意：static变量默认初始化为0

c += 8; other();
//---OTHER---
//i: 33 a: 4 b: 0 c: 15
//i具有全局作用域，所以在函数中被操作。
//b是默认初始化的static变量
//a是全局变量,c是局部变量，但都在属于函数内部不可见的外层变量。

cout<<"---MAIN---\n";
cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl;
//---MAIN---
//i: 33 a: 0 b: -10 c: 8
//i仍然保持全局变量的好性质
//a,b,c退回使用main函数中的static变量。

i += 10; other();
//---OTHER---
//i: 75 a: 6 b: 4 c: 15
//i还是老样子，abc又是other函数中的变量
return 0;
}