67.变量

1.变量定义

术语：何为对象？

   C++程序员们在很多场合都会使用对象(object)这个名词。通常情况下，对象是指一块能存储数据并具有某种类型的内存空间。一些人仅在与类有关的场景下才使用“对象”这个词。另一些人则已把命名的对象和未命名的对象区分开来，他们把命名了的对象叫做变量。还有一些人把对象和值区分开来，其中对象指能被程序修改的数据，而值(value)指只读的数据。本书遵循大多数人的习惯用法，即认为对象是具有某种数据类型的内存空间。我们在使用对象这个词时，并不严格区分是类还是内置类型，也不区分是否命名或是否只读。

1.1初始值

  初始化不是赋值，初始化的含义是创建变量时赋予其一个初始值，而赋值的含义是把对象的当前值擦除，而以一个新值来替代。

1.2列表初始化

  C++语言定义了初始化的好几种不同形式，这也是初始化问题复杂性的一个体现。例如，想要定义一个名为units_sold的int变量并初始化为0，以下的4条语句都可以做到这点：

int units_sold = O; 
int units_sold = {0};
int units_sold{0};
int units_sold(0);

  当用于内置类型的变量时，这种初始化形式有一个重要特点：如果我们使用列表初始化且初始值存在丢失信息的风险，则编译器将报错：

long double ld = 3.1415926536; 
int a{ld}, b = {ld};//错误：转换未执行，因为存在丢失信息的危险
int c(ld), d = ld;//正确：转换执行，且确实丢失了部分值

1.3默认初始化

  如果定义变量时没有指定初值，则变量被默认初始化(default initialized)，此时变量被赋予了 “默认值＂。默认值到底是什么由变量类型决定，同时定义变量的位置也会对此有影响。

  如果是内置类型的变量未被显式初始化， 它的值由定义的位置决定。 定义于任何函数体之外的变量被初始化为0。 然而如6.1.1节（C++ Primer第185页）所示， 一种例外情况是， 定义在函数体内部的内置类型变量将不被初始化(uninitialized)。 一个未被初始化的内置类型变量的值是未定义的（参见C++ Primer 2.1.2节， 第33页）， 如果试图拷贝或以其他形式访问此类值将引发错误。
  每个类各自决定其初始化对象的方式。 而且， 是否允许不经初始化就定义对象也由类自己决定。 如果类允许这种行为， 它将决定对象的初始值到底是什么。

  绝大多数类都支持无须显式初始化而定义对象， 这样的类提供了一个合适的默认值。 例如，以刚刚所见为例，string类规定如果没有指定初值则生成一个空串：

std::string empty; //empty非显式地初始化为一个空串
Sales_item item;//被默认初始化的Sales_item对象

  一些类要求每个对象都显式初始化，此时如果创建了一个该类的对象而未对其做明确的初始化操作，将引发错误。

注意：

定义于函数体内的内置类型的对象如果没有初始化，则其值未定义。类的对象如果没有显式地初始化，则其值由类确定。

2.变量声明和定义的关系

  变量声明规定了变量的类型和名字， 在这一点上定义与之相同。 但是除此之外，定义还申请存储空间，也可能会为变量赋一个初始值。如果想声明一个变量而非定义它， 就在变量名前添加关键字extern，而且不要显式地初始化变量：

extern int i;//声明 l. 而非定义i
int j;//声明并定义j

  任何包含了显式初始化的声明即成为定义。我们能给由extern关键字标记的变量赋一个初始值，但是这么做也就抵消了extern的作用。extern语句如果包含初始值就不再是声明， 而变成定义了：

在函数体内部， 如果试图初始化一个由extern关键字标记的变量，将引发错误。

extern double pi = 3.1416;//定义

在函数体内部， 如果试图初始化一个由extern关键字标记的变量，将引发错误。

注意:

变量能且只能被定义一次，但是可以被多次声明。

  声明和定义的区别看起来也许微不足道，但实际上却非常重要。如果要在多个文件中使用同一个变量，就必须将声明和定义分离。此时，变量的定义必须出现在且只能出现在一个文件中，而其他用到该变量的文件必须对其进行声明，却绝对不能重复定义。

关键概念：静态类型

   C++是一种静态类型(statically typed)语言，其含义是在编译阶段检查类型。其中，检查类型的过程称为类型检查(type checking)。
   我们已经知道，对象的类型决定了对象所能参与的运算。在C++语言中，编译器负责检查数据类型是否支持要执行的运算，如果试图执行类型不支持的运算，编译器将报错并且不会生成可执行文件。
   程序越复杂，静态类型检查越有助于发现问题。然而，前提是编译器必须知道每一个实体对象的类型，这就要求我们在使用某个变量之前必须声明其类型。

3.标识符

  C++的标识符(identifier)由字母、数字和下画线组成，其中必须以字母或下画线开头。标识符的长度没有限制，但是对大小写字母敏感：

//定义4个不同的int变量
int somename, someName, SomeName, SOMENAME; 

  C++语言保留一了些名字供语言本身使用，这些名字不能被用作标识符。

  同时，C++也为标准库保留了一些名字。用户自定义的标识符中不能连续出现两个下画线，也不能以下画线紧连大写字母开头。此外，定义在函数体外的标识符不能以下画线开头。

变量命名规范

  变量命名有许多约定俗成的规范，下面的这些规范能有效提高程序的可读性：

●标识符要能体现实际含义。

●变量名一般用小写字母，如index，不要使用Index或INDEX。

●用户自定义的类名一般以大写字母开头，如Sales_item。

●如果标识符由多个单词组成，则单词间应有明显区分，如student_loan或 studentLoan，不要使用studentloan。

对于命名规范未说，若能坚持，必将有效。

4.名字作用域

  不论是在程序的什么位置，使用到的每个名字都会指向一个特定的实体：变量、函数、类型等。 然而，同一个名字如果出现在程序的不同位置，也可能指向的是不同实体。

  作用域(scope)是程序的一部分，在其中名字有其特定的含义。C++语言中入多数作用域都以花括号分隔。

  同一个名字在不同的作用域中可能指向不同的实体。名字的有效区域始于名字的声明语句，以声明语句所在的作用域末端为结束。

建议： 当你第一次使用变量时再定义它

    一般来说，在对象第一次被使用的地方附近定义它是一种好的选择，因为这样做有 助于更容易地找到变量的定义。更重要的是，当变量的定义与它第一次被使用的地方很近时，我们也会赋给它一个比较合理的初始值。

嵌套的作用域

  作用域能彼此包含，被包含（或者说被嵌套）的作用域称为内层作用域(inner scope)，包含着别的作用域的作用域称为外层作用域(outer scope)。作用域中一旦声明了某个名字，它所嵌套着的所有作用域中都能访问该名字。同时，允许在内层作用域中重新定义外层作用域已有的名字：