Scope e lifetime

La dichiarazione di una variabile o di un qualsiasi altro identificatore si estende dal punto immediatamente successivo la dichiarazione (e prima dell'eventuale inizializzazione) fino alla fine del blocco di istruzioni in cui e` inserita (un blocco di istruzioni e` racchiuso sempre tra una coppia di parentesi graffe). Cio` vuol dire che quella dichiarazione non e` visibile all'esterno di quel blocco, mentre e` visibile in eventuali blocchi annidati dentro quello dove la variabile e` dichiarata.
Il seguente schema chiarisce la situazione:

              // Qui X non e` visibile
{
...           // Qui X non e` visibile
int X = 5;    // Da ora in poi esiste una variabile X
...           // X e` visibile gia` prima di =
  {           // X e` visibile anche in questo blocco
  ...
  }
...
}             // X ora non e` piu` visibile

 

All'interno di uno stesso blocco non e` possibile dichiarare piu` volte lo stesso identificatore, ma e` possibile ridichiararlo in un blocco annidato; in tal caso la nuova dichiarazione nasconde quella piu` esterna che ritorna visibile non appena si esce dal blocco ove l'identificatore viene ridichiarato:

{
...               // qui X non e` ancora visibile
int X = 5;
...               // qui e` visibile int X
  {
  ...             // qui e` visibile int X
  char X = 'a';   // ora e` visibile char X
  ...             // qui e` visibile char X
  }               // qui e` visibile int X
...
}                 // X ora non piu` visibile

All'uscita dal blocco piu` interno l'identificatore ridichiarato assume il valore che aveva prima di essere ridichiarato:

{
  ...
  int X = 5;
  cout << X << endl;          // stampa 5
  while (--X) {               // riferisce a int X
    cout << X << ' ';         // stampa int X
    char X = '-';
    cout << X << ' ';         // ora stampa char X
  }
  cout << X << endl;          // stampa di nuovo int X
}

 

Una dichiarazione eseguita fuori da ogni blocco introduce un identificatore globale a cui ci si puo` riferire anche con la notazione ::<ID>. Ad esempio:

int X = 4;             // dichiarazione esterna ad ogni blocco

int main(int, char* []) {
  int X = -5, y = 0;
  /* ... */
  y = ::X;             // a y viene assegnato 4
  y = X;               // assegna il valore -5
  return 0;
}

 

Abbiamo appena visto che per assegnare un valore ad una variabile si usa lo stesso metodo con cui la si inizializza quando viene dichiarata. L'operatore :: e` detto risolutore di scope e, utilizzato nel modo appena visto, permette di riferirsi alla dichiarazione globale di un identificatore.
Ogni variabile oltre a possedere uno scope, ha anche un propria durata (lifetime), viene creata subito dopo la dichiarazione (e prima dell'inizializzazione! ndr) e viene distrutta alla fine del blocco dove e` posta la dichiarazione; fanno eccezione le variabili globali che vengono distrutte alla fine dell'esecuzione del programma. Da cio` si deduce che le variabili locali (ovvero quelle dichiarate all'interno di un blocco) vengono create ogni volta che si giunge alla dichiarazione, e distrutte ogni volta che si esce dal blocco; e` tuttavia possibile evitare che una variabile locale (dette anche automatiche) venga distrutta all'uscita dal blocco facendo precedere la dichiarazione dalla keyword static:

void func() {
  int x = 5;             // x e` creata e
                         // distrutta ogni volta
  static int c = 3;      // c si comporta in modo diverso
  /* ... */
}

 

La variabile x viene creata e inizializzata a 5 ogni volta che func() viene eseguita e viene distrutta alla fine dell'esecuzione della funzione; la variabile c invece viene creata e inizializzata una sola volta, quando la funzione viene chiamata la prima volta, e distrutta solo alla fine del programma. Le variabili statiche conservano sempre l'ultimo valore che viene assegnato ad esse e servono per realizzare funzioni il cui comportamento e` legato a computazioni precedenti (all'interno della stessa esecuzione del programma) oppure per ragioni di efficenza. Infine la keyword static non modifica lo scope.

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