Опубликован: 26.06.2003 | Доступ: свободный | Студентов: 36764 / 5417 | Оценка: 4.07 / 3.80 | Длительность: 15:08:00
ISBN: 978-5-9556-0017-8

Лекция 15: Определение, время жизни и области видимости переменных в больших программах

< Лекция 14 || Лекция 15: 12 || Лекция 16 >

Область видимости имен

Между именами переменных, функций, типов и т.п. при использовании одного и того же имени в разных частях программы могут возникать конфликты. Для того чтобы эти конфликты можно было разрешать, в языке существует такое понятие как область видимости имени.

Минимальной областью видимости имен является блок. Имена, определяемые в блоке, должны быть различны. При попытке объявить две переменные с одним и тем же именем произойдет ошибка. Имена, определенные в блоке, видимы (доступны) в этом блоке после описания и во всех вложенных блоках. Аргументы функции, описанные в ее заголовке, рассматриваются как определенные в теле этой функции.

Имена, объявленные в классе, видимы внутри этого класса, т.е. во всех его методах. Для того чтобы обратиться к атрибуту класса, нужно использовать операции " .", " -> " или " ::".

Для имен, объявленных вне блоков, областью видимости является весь текст файла, следующий за объявлением.

Объявление может перекрывать такое же имя, объявленное во внешней области.

int x = 7;
class A
{
public:
     void foo(int y);
     int x;
};
int main()
{
     A a;  
     a.foo(x);    
  // используется глобальная переменная x
  // и передается значение 7  
     cout << x;
     return 1;
}
void
A::foo(int y)
{  
     x = y + 1;
     {
          double x = 3.14;

          cout << x;
     }
     cout << x;
}    // x – атрибут объекта типа A
  // новая переменная x перекрывает атрибут класса x

В результате выполнения приведенной программы будет напечатано 3.14, 8 и 7.

Несмотря на то, что имя во внутренней области видимости перекрывает имя, объявленное во внешней области, перекрываемая переменная продолжает существовать. В некоторых случаях к ней можно обратиться, явно указав область видимости с помощью квалификатора " ::". Обозначение ::имя говорит о том, что имя относится к глобальной области видимости. (Попробуйте поставить :: перед переменной x в приведенном примере.) Два двоеточия часто употребляют перед именами стандартных функций библиотеки языка Си++, чтобы, во-первых, подчеркнуть, что это глобальные имена, и, во-вторых, избежать возможных конфликтов с именами методов класса, в котором они употребляются.

Если перед квалификатором поставить имя класса, то поиск имени будет производиться в указанном классе. Например, обозначение A::x показало бы, что речь идет об атрибуте класса A. Аналогично можно обращаться к атрибутам структур и объединений. Поскольку определения классов и структур могут быть вложенными, у имени может быть несколько квалификаторов:

class Example
{
public:
     enum Color { RED, WHITE, BLUE };
     struct Structure
     {
          static int Flag;
          int x;
     };
     int y;
     void Method();
};

Следующие обращения допустимы извне класса:

Example::BLUE
Example::Structure::Flag

При реализации метода Method обращения к тем же именам могут быть проще:

void
Example::Method()
{
     Color x = BLUE;
     y = Structure::Flag;
}

При попытке обратиться извне класса к атрибуту набора BLUE компилятор выдаст ошибку, поскольку имя BLUE определено только в контексте класса.

Отметим одну особенность типа enum. Его атрибуты как бы экспортируются во внешнюю область имен. Несмотря на наличие фигурных скобок, к атрибутам перечисленного типа Color не обязательно (хотя и не воспрещается) обращаться Color::BLUE.

Оператор определения контекста namespace

Несмотря на столь развитую систему областей видимости имен, иногда и ее недостаточно. В больших программах возможность возникновения конфликтов на глобальном уровне достаточно реальна. Имена всех классов верхнего уровня должны быть различны. Хорошо, если вся программа разрабатывается одним человеком. А если группой? Особенно при использовании готовых библиотек классов. Чтобы избежать конфликтов, обычно договариваются о системе имен классов. Договариваться о стиле имен всегда полезно, однако проблема остается, особенно в случае разработки классов, которыми будут пользоваться другие.

Одно из сравнительно поздних добавлений к языку Си++ – контексты, определяемые с помощью оператора namespace. Они позволяют заключить группу объявлений классов, переменных и функций в отдельный контекст со своим именем. Предположим, мы разработали набор классов для вычисления различных математических функций. Все эти классы, константы и функции можно заключить в контекст   math для того, чтобы, разрабатывая программу, использующую наши классы, другой программист не должен был бы выбирать имена, обязательно отличные от тех, что мы использовали.

namespace math
{
     double const pi = 3.1415;
     double sqrt(double x);
     class Complex
     {
     public:
          . . .
     };
};

Теперь к константе pi следует обращаться math::pi.

Контекст может содержать как объявления, так и определения переменных, функций и классов. Если функция или метод определяется вне контекста, ее имя должно быть полностью квалифицировано

double math::sqrt(double x)
{
     . . .
}

Контексты могут быть вложенными, соответственно, имя должно быть квалифицировано несколько раз:

namespace first
{
     int i;
     namespace second    // первый контекст


  // второй контекст  
     {
          int i;
          int whati() { return first::i; }
     // возвращается значение первого i
          int anotherwhat() { return i; }
     // возвращается значение второго i
     }
}
first::second::whati();   // вызов функции

Если в каком-либо участке программы интенсивно используется определенный контекст, и все имена уникальны по отношению к нему, можно сократить полные имена, объявив контекст текущим с помощью оператора using.

double x = pi;
  // ошибка, надо использовать math::pi
using namespace math;
double y = pi;    
  // использовать контекст math
  // теперь правильно
< Лекция 14 || Лекция 15: 12 || Лекция 16 >
Елена Шумова
Елена Шумова

Здравствуйте! Я у Вас прошла курс Язык программировая Си++.

Заказала сертификат. Хочу изменить способ оплаты. Как это сделать?

Маргарита Башкатова
Маргарита Башкатова
Анатолий Федоров
Анатолий Федоров
Россия, Москва, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 1989
Рустам Новиков
Рустам Новиков
Эстония, Таллин