6.2 变量的作用域
在上一节中，介绍了函数的基本知识，了解了函数的使用。那么，在调用函数的过程中，在函数中使用的各种变量的作用范围是多大呢？本节就来介绍函数中变量的作用域。
作用域规则告诉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。
6.2.1 局部变量
局部变量是指限制在某一范围内使用的变量，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，采用堆栈方式分配内存空间，离开作用域时，释放内存空间，值也自动消失。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。
下面通过一个实例来说明局部变量的作用域。
【实例6-5】局部变量的作用域（代码6-5.txt）
新建名为“jbbltest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，声明了函数t1，接下来在主程序中两次调用了t1；然后，定义了函数t1，在该函数中，首先定义int型变量y，赋值为1，然后y自加1，最后将y的结果输出。
运行结果如图6-6所示。
图6-6 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，两次输出的y的结果是一致的。由于y是局部变量，第一次调用后，值变为2，此次调用后，y被销毁，当再次调用时，y再次被初始化为1，然后变为2。
6.2.2 静态局部变量
静态变量也是一种局部变量，在变量前面加上关键字static，这个变量就被定义为静态变量。
通常，在函数中定义的局部变量在函数作用域结束的时候释放掉内存空间，该变量也就随之消失了。当再次调用该函数的时候，会重新初始化局部变量，之后才可以使用。静态变量与局部变量的不同之处在于，只要程序一直在执行，静态变量定义的值就一直有效，不会随着函数的结束而消失。主要原因是，静态变量在内存中的存放是有固定地址的，而不像局部变量一样使用堆栈方式存取。
下面通过一个实例来说明静态局部变量的作用域。
【实例6-6】静态局部变量（代码6-6.txt）
新建名为“jtjbtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，首先声明了函数t1，在主程序中两次调用了t1；然后，定义了函数t1，在该函数中，定义了int型静态局部变量x并赋值为1，x自加1后将x的结果输出。
运行结果如图6-7所示。
图6-7 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，两次输出的x的结果分别是2和3，第一次调用t1函数后x变为2，第二次调用t1函数时，x在内存中保存的值就是2，x自加1后变为3，即再次调用静态局部变量时，会跳过原来的初始化动作。
6.2.3 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。
当一个变量成为外部变量之后，不必再次为它分配内存就可以引用这个变量。
下面通过一个实例来说明外部变量的作用域。
【实例6-7】外部变量（代码6-7.txt）
新建名为“wbbltest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在该例中，首先声明了max函数，在主程序中，声明了全局变量a和b，接下来调用max函数将a和b中较大的输出；定义全局变量a和b，分别赋值为15和-7；定义max函数，求得最大值。
运行结果如图6-8所示。
图6-8 代码运行结果
【实例分析】
从整个示例来看，输出结果为15。在main函数后面定义了全局变量a和b，但由于全局变量定义的位置在函数main之后，因此如果没有程序的第6行，在main函数中是不能引用全局变量a和b的。现在在main函数第6行用extern对a和b做了提前引用声明，表示a和b是将在后面定义的变量。这样在main函数中就可以合法地使用全局变量a和b了。如果不进行extern声明，编译时就会出错，系统认为a和b未经定义。一般都把全局变量的定义放在引用它的所有函数之前，这样可以避免在函数中多加一个extern声明。
6.2.4 寄存器变量
使用寄存器变量的目的是将变量放入寄存器中，而加快访问速度。使用关键字“register”来声明一个寄存器变量，如果在声明寄存器变量时，系统的寄存器被其他数据占用，寄存器变量就会变为局部变量。
使用register变量是有限制的：
（1）不可能得到或计算register变量的地址。
（2）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。