面试题：C++全局变量与局部变量作用域的复杂场景分析

Question

假设有一个多层嵌套的函数结构，在不同层次的函数中都有同名的局部变量，同时存在一个同名的全局变量。请描述在这种情况下，如何通过作用域解析运算符（::）来准确访问到全局变量，并解释访问规则以及可能出现的隐藏（shadowing）问题。

Answer 1

1. 通过作用域解析运算符（::）访问全局变量 在多层嵌套函数且存在同名局部变量的情况下，若要访问全局变量，可在变量名前加上作用域解析运算符::。例如：

#include <iostream>

int globalVar = 10;

void outerFunction() {
    int globalVar = 20; // 局部变量，隐藏了全局变量
    std::cout << "局部变量 globalVar: " << globalVar << std::endl;
    std::cout << "全局变量 globalVar: " << ::globalVar << std::endl;
}

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

在上述代码中，::globalVar用于明确访问全局变量globalVar。

2. 访问规则

   • 当变量在局部作用域（函数内部等）被声明时，该局部变量会优先被访问，这是因为局部作用域的优先级高于全局作用域。
   • 使用::作用域解析运算符可以绕过局部作用域，直接访问全局作用域中的变量。

3. 隐藏（shadowing）问题

   • 定义：隐藏（shadowing）是指在内部作用域（如函数内）声明了与外部作用域（如全局作用域）同名的变量，导致外部作用域的变量在内部作用域中被隐藏，无法直接访问。
   • 影响：
     • 可能导致代码可读性降低，因为开发者可能会混淆到底访问的是哪个变量。
     • 如果不小心在局部作用域中修改了同名的局部变量，而本意是修改全局变量，会导致逻辑错误且这种错误较难排查。例如在上述代码中，如果没有使用::而直接对globalVar进行修改，实际上修改的是局部变量globalVar，而不是全局变量。