スコープとは

スコープとは、変数が どこで使えるか（有効範囲） を表す概念です
C言語では「変数を宣言した場所」によって、その変数が使える範囲が決まります

スコープを正しく理解していないと

・コンパイルエラーが出る
・意図しない値が使われる
・バグの原因が分からなくなる

といった問題が起こりやすくなります

C言語のスコープの種類

C言語では、代表的に次の2種類のスコープがあります

ローカル変数

関数の中で宣言した変数は、その関数の中でしか使えません
このような変数を ローカル変数 と呼びますは、その関数の中でしか使えません。そのような変数をローカル変数といいます

#include <stdio.h>

void hello() {
    int x = 10;    // ローカル変数
    printf("hello内: x = %d\n", x);
}

int main(void) {
    int y = 20;    // ローカル変数
    printf("main内: y = %d\n", y);

    hello();

    // printf("%d", x);    // エラー helloのxは見えない
    return 0;
}

main内: y = 20
hello内: x = 10

x は hello の中でしか使えず、y は main の中でしか使えません
これがスコープによる制限です

グローバル変数

関数の外で宣言した変数は、どの関数からでも使えます
これを グローバル変数 と呼びます

#include <stdio.h>

int g = 100;    // グローバル変数

void func() {
    printf("funcから g = %d\n", g);
}

int main(void) {
    printf("mainから g = %d\n", g);
    func();
    return 0;
}

mainから g = 100
funcから g = 100

どの関数からも同じ g にアクセスできています

同じ名前の変数に注意

ローカル変数とグローバル変数で 同じ名前 を使うと、ローカル変数が優先されます

#include <stdio.h>

int num = 10;    // グローバル変数

int main(void) {
    int num = 20;    // ローカル変数
    printf("num = %d\n", num);
    return 0;
}

num = 20

この場合

• main 内ではローカル変数 num が使われる
• グローバル変数 num は完全に隠れる

という挙動になります
初心者が混乱しやすいポイントなので要注意です

なぜローカルとグローバルを使い分けるのか

「全部グローバル変数にすれば楽では？」と思う人はとても多いです
ですが、グローバル変数には大きなデメリットがあります

グローバル変数のデメリット

処理の流れが分かりにくくなる

どこからでも変更できるため

• いつ
• どこで
• 誰が

値を書き換えたのか分からなくなりがちです

デバッグが一気に地獄になります

名前の衝突が起きやすい

ファイルが増えると

• 同じ変数名をうっかり使う
• 意図せず値が上書きされる

といった事故が起こりやすくなります

再利用性が下がる

関数が

「外にあるグローバル変数に依存している」

状態になるため
その関数だけを別プロジェクトに持っていくのが難しくなります

ローカル変数を使うメリット

ローカル変数は

• 必要な場所でだけ使える
• 外から勝手に書き換えられない
• 関数の責任範囲が明確になる

という特徴があります

結果として

• バグが減る
• 修正が楽になる
• コードの見通しが良くなる

という良いことづくめの状態になります

まとめ

• スコープは変数の有効範囲を決める仕組み
• ローカル変数は関数やブロック内だけで使える
• グローバル変数はどこからでも使えるが危険が多い
• 同じ名前の場合はローカル変数が優先される
• 基本はローカル変数を使い、必要な場合のみグローバルを使う