C++ 变量：声明、初始化与作用域详解

什么是变量

变量是一块有名字的内存，用来保存一个值。在 C++ 中，每个变量都有一个固定的类型，在声明时选定，之后永远不会改变。这就是 C++ 静态类型的含义：编译器在程序运行之前就知道每个变量的类型，并拒绝编译那些存入错误类型值的代码。

一个声明由三部分组成：类型、名字，以及（几乎总会有的）初始值。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    int age = 30;
    string name = "Ada";
    bool isActive = true;

    cout << name << " is " << age << ", active: " << isActive << "\n";
    return 0;
}

int age = 30; 可以读作“创建一个名为 age 的 int，并把 30 放进去”。分号结束这条语句，正如注释那一页所说，每条语句都是这样。注意 isActive 打印出来是 1：bool 默认显示为 1/0，数据类型那一页会在此基础上展开。

初始化与赋值

这两者看起来相似，却是不同的操作，而它们的区别是本页最重要的概念之一。

初始化是在声明时给变量它的第一个值。赋值是改变一个已经存在的变量的值。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int score = 95;   // initialization - first value, given at declaration
    score = 100;      // assignment - changing an existing variable
    score = score + 5;

    cout << score << "\n";
    return 0;
}

你可以先声明而不初始化，稍后再赋值，但要小心：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int score;     // declared, but holds garbage right now
    score = 95;    // now it has a real value
    cout << score << "\n";
    return 0;
}

这段代码能正常工作，是因为我们在读取 score 之前给它赋了值。危险的写法是先读取它，下一节就讲这个。

未初始化变量的陷阱

这是 C++ 的经典陷阱，在很多其他语言里并不存在。读取一个已声明却从未赋值的局部变量，是未定义行为：变量里装着那块内存中碰巧留下的任意字节。

int score;             // not initialized
std::cout << score;    // undefined behavior - prints garbage, or "works", or crashes

编译器会照样把它编译出来。它可能打印 0，可能打印 32766，每次运行或每台机器上的表现都可能不同，这让这类 bug 极难追查。有两种防御方法：

• 始终在声明时初始化。 int score = 0; 没有任何成本，却能彻底消除这个问题。
• 打开警告。 用 -Wall -Wextra 编译，编译器会在很多未初始化读取造成麻烦之前就把它们标出来。

对每个局部变量都优先采用第一种方法：在创建它的那一刻就给它一个合理的初始值。

初始化的写法：=、() 和 {}

C++ 提供了几种写初始值的方式。它们大多做的是同一件事，但花括号初始化多了一项值得了解的安全特性。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 5;     // copy initialization
    int b(5);      // direct initialization
    int c{5};      // brace (uniform) initialization - C++11 and later

    cout << a << " " << b << " " << c << "\n";
    return 0;
}

选择 {} 的理由是它会拒绝窄化转换，也就是那些会悄悄丢失数据的赋值。用 = 时，小数值会被悄悄截断；用 {} 时，编译器会阻止你：

int x = 3.9;    // compiles - x silently becomes 3 (the .9 is thrown away)
int y{3.9};     // compile error - narrowing from double to int is not allowed

在编译时就发现这种问题，正是你想要的。现代 C++ 的一个常见习惯是默认使用 {} 来获得这项额外检查，只有在拷贝初始化读起来更自然时才退回到 =。

命名规则与约定

C++ 强制规定了几条硬性规则，大家再在此之上加一些约定。规则是：名字可以包含字母、数字和 _；不能以数字开头；不能是保留关键字（比如 int 或 return）；而且区分大小写（age 和 Age 是两个不同的变量）。避免使用以下划线加大写字母开头、或者包含两个连续下划线的名字，它们是留给编译器和标准库实现的。

大多数 C++ 代码遵循的约定：

• 变量使用 snake_case 或 camelCase，选一种并保持一致：item_count 或 itemCount。
• 名字应当描述它的值：用 count 而不是 c；用 user_email 而不是 x。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int item_count = 3;
    double price_per_item = 4.50;
    double total_price = item_count * price_per_item;

    cout << "Total: " << total_price << "\n";
    return 0;
}

清晰的名字不是装饰，而是将来的你读懂代码的方式。total_price = item_count * price_per_item 一看就懂，而 t = c * p 永远做不到。

变量的作用域

变量只存在于声明它的那个代码块（{ ... }）之内，在右花括号处被销毁。这就是它的作用域。在循环或 if 块里声明的变量，在块外是看不见的：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int total = 0;

    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        int square = i * i;   // 'square' lives only inside this loop body
        total += square;
    }

    cout << "Total: " << total << "\n";
    // cout << square;   // error - 'square' is out of scope here
    return 0;
}

i 和 square 都属于这个循环，循环结束时就消失了；total 是在外层块中声明的，所以它会保留下来。内层块还可以遮蔽外层块的名字：一个同名的新变量会暂时隐藏外层的那个，直到内层块结束。这经常让人困惑，所以避免在嵌套的作用域中重复使用同一个名字。

实践中的要点：在需要某个变量的最小代码块里声明它，并在那里初始化。作用域越小，争夺你注意力的名字就越少，在远离赋值位置的地方读取值的机会也越少。

下一步：数据类型

本页的每个变量都以一个类型开头：int、double、string、bool。下一页会详细讲解 C++ 的数据类型：基本类型及其大小、有符号与无符号整数、float 与 double、char，以及如何为任务选择合适的类型。