先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「C++で同じ変数名なのに、使える場所と使えない場所があるのはなぜですか？」

先生

「それは変数のスコープ、つまり有効範囲が決まっているからです。」

生徒

「スコープって何ですか？パソコンをほとんど触ったことがなくても理解できますか？」

先生

「大丈夫です。部屋や立ち入り禁止エリアに例えると、とても分かりやすくなります。」

1. 変数のスコープと有効範囲とは

C++における変数のスコープとは、その変数が使える範囲のことです。有効範囲とも呼ばれ、どこからどこまでその変数が存在しているかを表します。

変数は、作った場所によって使える範囲が決まっています。どこでも自由に使えるわけではありません。このルールを理解しないと、プログラムが動かなかったり、エラーが出たりします。

身近な例で考えると、自分の家の鍵は自分の家では使えますが、他人の家では使えません。変数も同じで、使える場所が決められているのです。

2. ブロックという考え方

スコープを理解するために大切なのが、ブロックという考え方です。ブロックとは、中かっこで囲まれた範囲のことを指します。

プログラムでは、中かっこで囲まれた場所は一つの部屋のようなものです。その部屋の中で作った変数は、基本的にその部屋の中でしか使えません。


#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;

    {
        int b = 20;
        std::cout << a << std::endl;
        std::cout << b << std::endl;
    }

    return 0;
}


10
20

この例では、aは外の部屋で作られ、bは内側の部屋で作られています。内側の部屋では、外で作られた変数も使えるのがポイントです。

3. ブロックの外では使えない変数

ブロックの中で作られた変数は、そのブロックを出ると使えなくなります。これは、部屋から出たら、その部屋の中に置いた物に触れられないのと同じです。


#include <iostream>

int main() {
    {
        int number = 100;
        std::cout << number << std::endl;
    }

    // std::cout << number << std::endl;  // ここでは使えない

    return 0;
}

コメントアウトされている行を実行しようとすると、エラーになります。それは、numberという変数がもう存在していないからです。

このように、変数には寿命のようなものがあり、使える時間と場所が決まっています。

4. 同じ名前の変数が使える理由

C++では、スコープが違えば同じ名前の変数を使うことができます。これは、別の部屋に同じ名前の箱が置いてあるイメージです。


#include <iostream>

int main() {
    int value = 5;

    {
        int value = 10;
        std::cout << value << std::endl;
    }

    std::cout << value << std::endl;
    return 0;
}