C言語入門編7:関数を理解しよう

スコープとは、変数の有効範囲のことです。

異なる関数では、ローカル変数のスコープが分離しています。
そのため、同じ名前の変数があっても、独立して利用できます。


下のコードでは、
・print_one 関数の a 変数
・print_two 関数の a 変数
・main 関数の a 変数
は異なるスコープを持つので、それぞれ別の変数として利用できます。

#include <stdio.h>

void print_one(void)
{
    int a = 1;
    printf("%d\n", a);
}

void print_two(void)
{
    int a = 2;
    printf("%d\n", a);
}

int main(void)
{
    int a = 3;
    print_one();
    print_two();
    printf("%d", a);
}

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2
3

スコープが関数の中に限られている変数は「ローカル変数 (局所変数)」と呼ばれます。
関数の中で宣言した変数はローカル変数です。

ローカル変数は、その関数の中でだけ使うことができます。他の関数からは直接アクセスできません。

#include <stdio.h>

int sum(int x, int y)
{
    a = 3;  // エラーになる
    return x + y;
}

int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;

    printf("%d\n", sum(a, b));
}

関数の外側で宣言された変数は「グローバル変数 (大域変数)」と呼ばれます。
グローバル変数は、複数の関数から直接アクセスできます。

#include <stdio.h>

int num = 0;

// num に 1 を足す
void add_one(void)
{
    num++;
}

// num に 2 を足す
void add_two(void)
{
    num += 2;
}

int main(void)
{
    printf("%d\n", num); // 出力 : 0

    add_one();
    printf("%d\n", num); // 出力 : 1

    add_two();
    printf("%d\n", num); // 出力 : 3

    add_one();
    add_one();
    printf("%d\n", num); // 出力 : 5
}

グローバル変数を多用すると、
・プログラムのどこで値を書き換えているのかがわかりにくくなる
・間違えて値を書き換えてしまう
といった問題が起きる場合があります。



また、グローバル変数と同じ変数名の、ローカル変数を宣言することができます。
これが意図しない動作を引き起こす原因になることがあります。

#include <stdio.h>

int num = 0;

void f1(void)
{
    // 「int num ...」とすると、この num は f1 関数のローカル変数になる
    // つまり、グローバル変数の num とは別物になるので、グローバル変数の値は書き換わらない
    int num = 1;
}

void f2(void)
{
    // この num はグローバル変数
    num = 2;
}

int main(void)
{
    printf("%d\n", num); // 出力 : 0
    
    f1(); // グローバル変数の値は変わらない
    printf("%d\n", num); // 出力 : 0
    
    f2(); // グローバル変数の値が書き換えられる
    printf("%d\n", num); // 出力 : 2
}

このチャプターで作成したコードです。

// スコープを理解しよう
#include <stdio.h>

int count = 0;

int sum(int x, int y)
{
    count++;
    return x + y;
}

int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;

    printf("%d\n", sum(a, b));
    printf("sum が呼び出された回数 : %d 回\n", count);
    printf("%d\n", sum(a, b));
    printf("sum が呼び出された回数 : %d 回\n", count);
    printf("%d\n", sum(a, b));
    printf("sum が呼び出された回数 : %d 回\n", count);
}

- 変数のスコープ - 超初心者向けプログラミング入門
https://programming.pc-note.net/c/scope.html