【C++】スコープとは?グローバル、名前空間、ローカルスコープの違いを解説

目次

はじめに

C++で変数を宣言する際、その「宣言された場所」によって、その変数がプログラムのどこから見えるかが決まります。この「名前が見える範囲」のことをスコープと呼びます。

スコープを正しく理解することは、意図しない変数の上書きを防ぎ、プログラムの各部分を独立した部品として管理しやすくするために、非常に重要です。

この記事では、C++の主要なスコープの種類を、具体的なサンプルコードと共に解説します。

  1. グローバルスコープ
  2. 名前空間スコープ
  3. ローカルスコープ(関数スコープ、ブロックスコープ)
  4. クラススコープ

スコープを解説するサンプルコード

#include <iostream>

// 1. グローバルスコープ
int global_variable = 100;

// 2. 名前空間スコープ
namespace MyNamespace {
    int namespace_variable = 200;
}

void some_function() {
    // 3. ローカルスコープ(関数スコープ)
    int function_local_variable = 300;
    
    std::cout << "関数内から:" << std::endl;
    std::cout << "  グローバル変数: " << global_variable << std::endl;
    std::cout << "  名前空間の変数: " << MyNamespace::namespace_variable << std::endl;
    std::cout << "  関数のローカル変数: " << function_local_variable << std::endl;
    
    if (true) {
        // 3. ローカルスコープ(ブロックスコープ)
        int block_local_variable = 400;
        std::cout << "  ブロックのローカル変数: " << block_local_variable << std::endl;
    }
    
    // NG: ブロックを抜けたので、もうアクセスできない
    // std::cout << block_local_variable << std::endl; // コンパイルエラー
}

int main() {
    some_function();
    return 0;
}

1. グローバルスコープ

  • 範囲: 全ての関数やクラス、名前空間の外側で宣言された名前が持つスコープです。
  • アクセス: プログラムのどこからでも直接アクセスできます。
  • : global_variablemain 関数からも some_function からもアクセス可能です。
  • 注意点: どこからでも変更できてしまうため、多用するとプログラムの管理が複雑になります。利用は最小限にすることが推奨されます。

2. 名前空間スコープ

  • 範囲: namespace ブロックの内部です。
  • アクセス:
    • 同じ名前空間の中からは、直接名前でアクセスできます。
    • 外側のスコープからは、スコープ解決演算子 (::) を使って MyNamespace::namespace_variable のようにアクセスします。
  • 目的: グローバルスコープの名前の衝突を防ぎ、コードを論理的なグループに分割するために使います。

3. ローカルスコープ

関数や、if文、forループなどの {} ブロックの内部で宣言された名前が持つスコープです。

  • 関数スコープ: 関数の {} の内部。変数は、関数が終了すると破棄されます。
  • ブロックスコープ: if文やforループなどの {} の内部。変数は、そのブロックを抜けると破棄されます。

some_function の中で宣言された function_local_variableblock_local_variable は、main関数からはアクセスできません。このように、変数の有効範囲を必要最小限に限定することが、安全なプログラミングの基本です。


4. クラススコープ

  • 範囲: class または struct の定義の内部です。
  • アクセス: クラスのメンバは、そのクラスのオブジェクトを通じて .-> でアクセスしたり、クラスのメンバ関数内から直接アクセスしたりします。
struct MyData {
    int value; // この "value" は MyData のクラススコープに属する
};

まとめ

今回は、C++における変数のスコープ(有効範囲)について解説しました。スコープは、より大きなスコープが、より小さなスコープを内包する階層構造になっています。内側のスコープで宣言された名前は、外側のスコープからは見えません。この「隠蔽」の仕組みを理解し、変数をできるだけ小さなローカルスコープで宣言することが、バグの少ない、見通しの良いプログラムを作成する鍵となります。

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この記事を書いた人

私が勉強したこと、実践したこと、してることを書いているブログです。
主に資産運用について書いていたのですが、
最近はプログラミングに興味があるので、今はそればっかりです。

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