قسمتی از برنامه که در آن متغيری تعريف شده و قابل استفاده می باشد، حوزه آن متغير گفته می شود. در زبان ++C به قسمتی از برنامه که با يک علامت ( } ) شروع شده و با علامت ( { ) به پايان می رسد يک بلوک می گويند. به عنوان مثال هنگامی که متغيری را در يک بلوک تعريف می کنيم، متغير فقط در آن بلوک قابل دسترسی می باشد ولذا حوزه آن متغير بلوکی که در آن تعريف شده است ، می باشد. به مثال زير توجه کنيد :

#include <iostream.h>

void main( )

{

   {

     int x= 1;

     cout << x;

   }

   cout << x;

}

   اگر برنامه فوق را بنويسيم و بخواهيم اجرا کنيم پيغام خطای Undefined symbol 'x' را دريافت خواهيم کرد ودليل اين امر اين است که متغير x فقط در بلوک درونی تابع main تعريف شده است، لذا در خود تابع قابل دسترسی نمی باشد. در اين مبحث به بررسی حوزه تابع، حوزه فايل و حوزه بلوک می پردازيم.

   متغیری که خارج از همه توابع تعریف می شود، دارای حوزه فایل می باشد و چنین متغیری برای تمام توابع، شناخته شده وقابل استفاده می باشد. به مثال زیر توجه کنید:

#include <iostream.h>

int x=1;

int f();

void main( )

{

   cout << x;

   cout << f();

   cout << x;

}

int f(){

  return 2*x;

}

   متغیر x دارای حوزه فایل می باشد. لذا در تابع main و تابع f قابل استفاده می باشد. خروجی برنامه فوق به صورت زير می باشد.

121

   متغیری که درون توابع و یا به عنوان آرگومان تابع تعریف می گردد، دارای حوزه تابع می باشد و از نوع متغیرهای محلی است و خارج ازتابع قابل استفاده و دسترسی نمی باشد. توابعی که تا کنون نوشتیم ومتغیرهایی که در آن ها تعریف کردیم، همگی دارای حوزه تابع بودند. ضمنا این متغیرها، هنگامی که برنامه از آن تابع خارج می شود، مقادیر خود را از دست می دهند. حال اگر بخواهیم یک متغیر محلی تابع، مقدار خود را حفظ کرده و برای دفعات بعدی فراخوانی تابع نیز نگه دارد، زبان ++c کلمه static را در اختیار ما قرار داده است. کلمه static را باید قبل از نوع متغیر قرار دهیم. مانند:

static int x=1;

    دستور فوق متغیر x را از نوع عدد صحیح تعریف می کند و این متغیر با اولین فراخوانی تابع مقدار دهی می شود و در دفعات بعدی فراخوانی تابع مقدار قبلی خود را حفظ می کند. به مثال زیر توجه کنید:

#include <iostream.h>

int f();

void main( )

{

   cout << f();

   cout << f();

   cout << f();

}

int f(){

  static int x=0;

  x++;

  return x;

}

   خروجی برنامه فوق به صورت زیر می باشد:

123

   برنامه با اولین فراخوانی تابع f به متغیر محلی x مقدار 0 را می دهد، سپس به x یک واحد اضافه می شود و به عنوان خروجی برگردانده می شود. پس ابتدا عدد1 چاپ می گردد. در بار دوم فراخوانی تابع f ، متغیر x دوباره مقداردهی نمی شود، بلکه به مقدار قبلی آن که عدد 1 است، یک واحد اضافه گشته و به عنوان خروجی برگردانده می شود. پس این بار عدد 2 چاپ می گردد و در نهایت با فراخوانی تابع f برای بار سوم عدد 3 چاپ خواهد شد. اگر برنامه فوق را بدون کلمه static بنويسيم، خروجی 111 خواهد بود.

یکی از نکاتی که می توان در قوانین حوزه بررسی کرد، متغیرهای همنام در بلوک های تو در تو می باشد. به مثال زیر توجه کنید:

#include <iostream.h>

void main( )

{

   int x=1;

   cout << x;

   {

     int x= 2;

     cout << x;

   }

   cout << x;

}

    در برنامه فوق متغیر x یک بار در تابع main تعریف شده است و با دیگر در بلوک درونی. خروجی برنامه به صورت زیر می باشد:

121

   هنگامی که در بلوک درونی متغیری با نام x را مجددا تعریف می کنیم، متغیر خارج از بلوک از دید برنامه پنهان می گردد و تنها متغير داخل بلوک قابل استفاده می شود. همچنین هنگامی که برنامه از بلوک خارج می گردد، متغیر x بیرونی دوباره قابل استفاده می گردد. ضمنا توجه داشته باشید که مقدار متغیر x تابع main تغییری نکرده است، یعنی با وجود استفاده از متغیری همنام و نیز مقداردهی آن، تاثیری روی متغیر x تابع ایجاد نشده است. چون حوزه متغیر x بلوک درونی تنها داخل آن بلوک می باشد.

   برنامه زیر تمام موارد ذکر شده در این مبحث را شامل می شود. بررسی آن و خروجی برنامه شما را در فهم بهتر این مبحث یاری می نماید.

#include <iostream.h>

void useLocal( void ); // function prototype

void useStaticLocal( void ); // function prototype

void useGlobal( void ); // function prototype

int x = 1; // global variable

void main()

{

   int x = 5; // local variable to main

   cout <<"local x in main's outer scope is "<<x<<endl;

   { // start new scope

     int x = 7;

     cout <<"local x in main's inner scope is "<<x<<endl;

   } // end new scope

   cout <<"local x in main's outer scope is "<<x<< endl;

 useLocal(); //useLocal has local x

 useStaticLocal(); //useStaticLocal has static local x

 useGlobal(); //useGlobal uses global x

 useLocal(); //useLocal reinitializes its local x

 useStaticLocal();//static local x retains its prior value

 useGlobal(); //global x also retains its value

   cout << "\nlocal x in main is " << x << endl;

} // end main

//useLocal reinitializes local variable x during each call

void useLocal( void )

{

   int x = 25; //initialized each time useLocal is called

   cout << endl << "local x is " << x 

        << " on entering useLocal" << endl;

   ++x;

   cout << "local x is " << x 

        << " on exiting useLocal" << endl;

} // end function useLocal

// useStaticLocal initializes static local variable x 

// only the first time the function is called; value 

// of x is saved between calls to this function

void useStaticLocal( void )

{

// initialized first time useStaticLocal is called.

   static int x = 50; 

   cout << endl << "local static x is " << x 

        << " on entering useStaticLocal" << endl;

   ++x; 

   cout << "local static x is " << x 

        << " on exiting useStaticLocal" << endl;

} // end function useStaticLocal

// useGlobal modifies global variable x during each call

void useGlobal( void )

{

   cout << endl << "global x is " << x 

        << " on entering useGlobal" << endl;

   x *= 10;

   cout << "global x is " << x 

        << " on exiting useGlobal" << endl;

} // end function useGlobal

   خروجی برنامه به صورت زیر می باشد:

local x in main's outer scope is 5

local x in main's inner scope is 7

local x in main's outer scope is 5

local x is 25 on entering useLocal

local x is 26 on exiting useLocal

local static x is 50 on entering useStaticLocal

local static x is 51 on exiting useStaticLocal

global x is 1 on entering useGlobal

global x is 10 on exiting useGlobal

local x is 25 on entering useLocal

local x is 26 on exiting useLocal

local static x is 51 on entering useStaticLocal

local static x is 52 on exiting useStaticLocal

global x is 10 on entering useGlobal

global x is 100 on exiting useGlobal

local x in main is 5

   در برنامه فوق سه تابع با نام های useLocal ,useGlobal ,useStaticLocal داریم. متغیر x تعریف شده در ابتدای برنامه با مقدار 1 به عنوان یک متغیر عمومی می باشد و دارای حوزه فایل است. در تابع main، متغیر x  با مقدار 5 تعریف شده است. لذا متغیر عمومی x با مقدار 1 نادیده گرفته می شود و هنگام اجرای دستور cout ، متغير x با مقدار 5 در خروجی چاپ می شود. در بلوک درونی، متغیر x با مقدار 7 تعریف شده است. لذا x عمومی و x محلی تابع main نادیده گرفته می شوند و تنها x با مقدار 7 توسط دستور cout چاپ می گردد. پس از آنکه بلوک حوزه x با مقدار 7 به اتمام می رسد، دوباره x محلی تابع main با مقدار 5 نمایان می گردد.

   تابع useLocal متغیر محلی x را با مقدار 25 در خود تعریف می کند. هنگامی که این تابع در برنامه فراخوانی می شود، تابع ، متغیر x را چاپ می کند، سپس یک واحد به آن اضافه کرده و دوباره x را چاپ می کند. هر بار که این تابع فراخوانی می شود، متغیر x با مقدار 25 در آن تعریف می شود و هنگام خروج از تابع از بین می رود.

   تابع useStaticLocal متغیرمحلی x را از نوع static تعریف کرده و با عدد 50 مقداردهی می کند و سپس آن را چاپ کرده و یک واحد به آن اضافه می کند و دوباره چاپش می کند. اما هنگام خروج از تابع مقدار x از بين نمی رود. و با فراخوانی مجدد تابع ، مقدار قبلی متغير x محلی ، برای اين تابع موجود می باشد و دوباره از نو مقداردهی نمی شود. در اينجا هنگامی که تابع دوباره فراخوانی می شود، x حاوی 51 خواهد بود.

   تابع useGlobal هيچ متغيری را در خود تعريف نمی کند. لذا هنگامی که به متغير x  مراجعه می کند ، متغيرx عمومی مورد استفاده قرار می گيرد. هنگامی که اين تابع فراخوانی می شود مقدار متغير x عمومی چاپ می شود. سپس در 10 ضرب شده و دوباره چاپ می گردد. هنگامی که برای بار دوم تابع useGlobal فراخوانی می شود x عمومی حاوی عدد 100 می باشد.

   پس از اينکه برنامه هر يک از توابع فوق را دوبار فراخوانی کرد ، مجددا متغير x تابع main با مقدار 5 چاپ می گردد و اين نشان می دهد که هيچ يک از توابع ، تاثيری روی متغير محلی تابع main نداشتند.