4 関数と変数のスコープの関係

4.1 宣言の場所と有効範囲

変数はデータを記憶するためのもの--記憶領域に名前をつけたもの--である．その変数 は，宣言する場所によって有効範囲が異なる．この有効範囲のことをこれを変数のスコー プ(scope:範囲)という．有効範囲というのは，プログラム中で変数が使える場所のことで ある．具体的には，その変数を使って計算したり，表示することができる範囲で

printf("%f", hogehoge);
 

のように書いてもエラーにならない範囲である．

変数を宣言する場所，次の3箇所と考えてよい．

• 全ての関数の外側，プログラムの先頭付近で宣言した変数は全ての関数で有効である． これをグローバル変数と呼ぶ．
• 関数の先頭で宣言した変数は，その関数内のみで有効である．これを，ローカ ル変数と呼ぶ．また，関数の仮引数もローカル変数である．
• コードブロック--{    }で囲まれた部分⁵--の先頭で宣言した変数は，そのブロック内のみで有効になる．こ れもローカル変数のひとつであるが，ここではブロック内宣言の 変数と呼ぶことにする．

この3つの変数宣言の場所とスコープの関係をを図4に示す．これをしっか り理解せよ．

これが理解できたならば，図4のプログラムの実行結果が，以下のように なることが分かるであろう．自分でこのプログラムの動作を追ってみよ．

fuga at main = 222
hoge at main = 111
foo at test = 333
foo at test = 111
bar at for loop = 444
bar at for loop = 444

図 4: 変数のスコープ(有効範囲)

4.2 優先順位

どのような理由で，変数は宣言する場所でスコープが異なるのであろうか?．ちょっと考 えると，グローバル変数だけでよいように思える．小さなプログラムであれば，グローバ ル変数だけでよい．実際，グローバル変数しかないプログラミング言語もある．このよう なプログラミング言語は，大きなプログラムを作ることは不可能で，ちょっとした小さな プログラム専用である．なぜならば，グローバル変数だけだと，同じ変数名を使うことが できず，変数名の命名に大変苦労する．C言語のように宣言する場所で，変数のスコープ が異なると，同じ変数名を使うことができる．メイン関数で「hogehoge」と言う変 数を使っていても，他のユーザー定義関数などで「hogehoge」を使っても，異なっ た物として取り扱ってくれる．これは，便利な機能で複数のプログラマーがそれぞれ関数 を作成してひとつのプログラムを作る場合，各人が勝手な変数名を使うことができる．最 初の疑問「変数宣言の場所でスコープが異なる理由?」の答えは，同じ変数名を使 えることにするためで，それにより大規模なプログラムが開発できるようにしている．

それでは，「グローバル変数とローカル変数で同じ変数名を使った，どちらが実際使われ るのか?」ということになる．そのため，同じ変数名には優先順位がある．優先度の高い 順に並べると，(1)ブロック内宣言の変数，(2)ローカル変数，(3)グローバル変数となる．

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著者: 山本昌志