C++の変数入門：型の種類とスコープ(ローカル変数・グローバル変数)の基礎

C++における変数と型

C++では、すべての変数が特定の「型」を持っています。この型によって、次の3つの要素が決まります。

• 変数が占めるメモリのサイズとレイアウト
• そのメモリに格納できる値の範囲
• 変数に対して適用できる演算・操作の種類

変数の宣言は、次の書式で行います。

type variableName;

指定できる型には、int・bool・float・char などの基本データ型(プリミティブ型)のほか、列挙型、他の型へのポインタ、さらに構造体やクラスで定義されたより複雑な型があります。

変数のスコープとは

スコープ(scope)とは、プログラムの中で変数が有効となる領域のことです。大まかに分けると、変数を宣言できる場所は次の3つあります。

• ローカル変数:関数またはブロックの内部で宣言される変数
• 仮引数(形式パラメータ):関数のパラメータ定義として宣言される変数
• グローバル変数:すべての関数の外側で宣言される変数

ローカル変数は、その関数やブロック内のステートメントからしか利用できません。他の関数から直接参照することはできない点に注意しましょう。

ローカル変数の例

#include <iostream>
using namespace std;

int main () {
    // ローカル変数の宣言
    int a, b;
    int c;

    // 実際の初期化
    a = 10;
    b = 20;
    c = a + b;

    cout << c;
    return 0;
}

実行結果

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グローバル変数

グローバル変数は、すべての関数の外側、通常はプログラムの先頭付近で定義されます。グローバル変数はプログラムが実行されている間ずっと値を保持し続け、プログラム内のどの関数からでもアクセスできるのが特徴です。

グローバル変数の例

#include <iostream>
using namespace std;

// グローバル変数の宣言
int g;

int main () {
    // ローカル変数の宣言
    int a, b;

    // 実際の初期化
    a = 10;
    b = 20;
    g = a + b;

    cout << g;
    return 0;
}

実行結果

30

ローカル変数とグローバル変数の名前が同じ場合

ローカル変数とグローバル変数に同じ名前を付けることも可能ですが、関数内ではローカル変数の値が優先されます。同名のグローバル変数にアクセスしたい場合は、スコープ解決演算子 ::(ダブルコロン)を使用します。

スコープ解決演算子の例

#include <iostream>
using namespace std;

// グローバル変数の宣言
int g = 20;

int main () {
    // ローカル変数の宣言
    int g = 10;

    cout << g;   // ローカル変数を出力
    cout << ::g; // グローバル変数を出力
    return 0;
}

実行結果

10
20

まとめ

C++の変数は、宣言された場所によって有効範囲(スコープ)が変わります。関数内で宣言したローカル変数はその関数内でのみ有効であり、関数の外で宣言したグローバル変数はプログラム全体からアクセスできます。両者に同じ名前を使う場合は、ローカル変数が優先されるため、グローバル変数を参照する際にはスコープ解決演算子 :: を使うことを覚えておきましょう。