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全局变量

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在C++中，变量也可以在函数外部声明。这样的变量称为全局变量。

声明全局变量

按照惯例，全局变量在全局命名空间中的文件顶部、include的下方声明。下面是示例：

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#include <iostream>

// 函数外的变量是全局变量
int g_x {}; // 全局变量 g_x

void doSomething()
{
    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    g_x = 3;
    std::cout << g_x << '\n';
}

int main()
{
    doSomething();
    std::cout << g_x << '\n';

    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    g_x = 5;
    std::cout << g_x << '\n';

    return 0;
}
// 文件结束，g_x离开作用域

上面的示例打印：

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全局变量的作用域

在全局命名空间中声明的标识符具有全局命名空间作用域（通常称为全局作用域，有时非正式地称为文件作用域），这意味着它们从声明点到声明它们的文件末尾都是可见的。

一旦声明，全局变量就可以在文件中的任何位置使用！在上面的示例中，函数doSomething() 和main() 中都使用了全局变量 g_x。

全局变量也可以在用户定义的命名空间内定义。下面是与上面相同的示例，但g_x已从全局范围移动到用户定义的命名空间Foo：

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#include <iostream>

namespace Foo // Foo 在全局命名空间中定义
{
    int g_x {}; // g_x 现在位于 Foo 命名空间中, 但仍是全局变量
}

void doSomething()
{
    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    Foo::g_x = 3;
    std::cout << Foo::g_x << '\n';
}

int main()
{
    doSomething();
    std::cout << Foo::g_x << '\n';

    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    Foo::g_x = 5;
    std::cout << Foo::g_x << '\n';

    return 0;
}

尽管标识符g_x现在被限制在命名空间Foo，但该名称仍然可以全局访问（通过Foo::g_x），g_x仍然是全局变量。

全局变量具有静态存储期（static duration）

全局变量在程序启动时创建，在程序结束时销毁。这称为静态存储期。具有静态存储期的变量有时称为静态变量。

命名全局变量

按照惯例，一些开发人员在非常量的全局变量标识符前面加上“g”或“g_”，以表示它们是全局的。该前缀有几种用途：

  1. 它有助于避免与全局命名空间中的其他标识符发生命名冲突。
  2. 它有助于防止无意中的命名遮挡（name shadowing）（后续讨论）。
  3. 它有助于指示变量存在于函数范围之外，因此，对它们所做的任何更改也将持续存在。

在用户定义的命名空间内定义的全局变量通常省略前缀（因为在这种情况下，上面列表中的前两点不是问题，并且当我们看到前缀的命名空间名称时，我们可以推断变量是全局的）。

全局变量初始化

与局部变量（默认情况下未初始化）不同，具有静态存储期的变量默认为被零初始化。

也可以选择初始化非常量的全局变量：

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int g_x;       // 未显式初始化 (默认被初始化为0)
int g_y {};    // 值初始化 (被初始化为0)
int g_z { 1 }; // 使用特定的值，进行列表初始化

常量全局变量

就像局部变量一样，全局变量也可以是常量。与所有常量一样，必须初始化常量全局变量。

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#include <iostream>

const int g_x;     // 错误: const 变量必须初始化
constexpr int g_w; // 错误: constexpr 变量必须初始化

const int g_y { 1 };     // const 全局变量 g_y, 使用1初始化
constexpr int g_z { 2 }; // constexpr 全局变量 g_z, 使用2初始化

void doSomething()
{
    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    std::cout << g_y << '\n';
    std::cout << g_z << '\n';
}

int main()
{
    doSomething();

    // 全局变量声明后，可以在文件内的任意位置看到和使用
    std::cout << g_y << '\n';
    std::cout << g_z << '\n';

    return 0;
}
// g_y g_z 离开作用域

关于（非常量）全局变量的一句话

新手程序员经常试图使用许多全局变量。因为可以使用它们，可以不必将它们显式地传递给每个需要它们的函数。然而，通常应完全避免使用非常量的全局变量！

快速摘要

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// 非常量全局变量
int g_x;                 // 定义一个未显式初始化的全局变量 (默认初始化为0)
int g_x {};              // 定义一个显示初始化为0的全局变量
int g_x { 1 };           // 定义一个显示初始化为1的全局变量

// Const 全局变量
const int g_y;           // 错误: const 变量必须初始化
const int g_y { 2 };     // 定义一个使用2初始化的 const 全局变量

// Constexpr 全局变量
constexpr int g_y;       // 错误: constexpr 变量必须初始化
constexpr int g_y { 3 }; // defines initialized global constexpr

7.2 局部变量

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7.4 变量名称遮挡（Variable shadowing）

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