Область видимости переменных, константы

Область видимости переменных

Область видимости, или контекст переменной — это часть кода, в пределах которого доступна данная переменная. В общем случае такая область определяется описанными ниже правилами:

• Поле, также известное как переменная-член класса, находится в области видимости до тех пор, пока в этой области находится содержащий поле класс.

• Локальная переменная находится в области видимости до тех пор, пока закрывающая фигурная скобка не укажет конец блока операторов или метода, в котором она объявлена.

• Локальная переменная, объявленная в операторах цикла for, while или подобных им, видима в пределах тела цикла.

Конфликты областей видимости локальных переменных

Использование в больших программах одних и тех же имен переменных в разных частях программы является обычной практикой. Это нормально до тех пор, пока области видимости этих переменных не перекрываются и находятся в совершенно разных частях программы, таким образом исключая любую неоднозначность. Однако следует иметь в виду, что локальные переменные с одним и тем же именем не могут быть объявлены дважды в одном и том же контексте, поэтому вы не сможете поступить так, как показано ниже:

int х = 20;
// какой-то код
int х = 30;

Рассмотрим следующий пример кода:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.Write(" {0}",i);
            } // здесь i покидает область видимости
            Console.WriteLine();

            // мы можем вновь объявить i
            for (int i = 0; i > -10; i--)
            {
                Console.Write(" {0}", i);
            } // i снова покидает область видимости

            Console.ReadLine();

            var j = i * i;  // данный код не выполнится, т.к  i не определена в текущем контексте
        }
    }
}

Важно отметить, что переменная i объявляется в этом коде два раза в пределах одного и того же метода. Это можно делать, поскольку переменные i объявляются в двух отдельных циклах, поэтому каждая из них локальна в пределах собственного цикла.

Вот другой пример:

public static int Main()
{
  int j = 20;
  for (int i = 0; i < 10; i++)
   {
     int j = 30;    // Так делать нельзя - j все еще в контексте
     Console.WriteLine (j + i) ;
   }
return 0;

Если вы попытаетесь скомпилировать это, то получите следующее сообщение об ошибке:

ScopeTest.cs (12,15) : error CS0136: A local variable named '3' cannot be declared in this scope because it would give a different meaning to 'j', which is already used in a 'parent or current' scope to denote something else

Дело в том, что переменная j, которая определена перед началом цикла for, внутри цикла все еще находится в области видимости и не может из нее выйти до завершения метода Main(). Хотя вторая переменная j (недопустимая) объявлена в контексте цикла, этот контекст вложен в контекст метода Main(). Компилятор не может различить эти две переменных, поэтому не допустит объявления второй из них.

Конфликты областей видимости полей и локальных переменных

В некоторых случаях два идентификатора с одинаковыми именами (хотя и не совпадающими полностью уточненными именами) и одинаковой областью видимости можно различить, и тогда компилятор допускает объявление второй переменной. Причина в том, что C# делает принципиальное различие между переменными, объявленными на уровне типа (полями) и переменными, объявленными в методах (локальными). Рассмотрим следующий фрагмент кода:

using System;
                 
namespace ConsoleApplication1
{
  class Program
    {
      static int j = 20;
      public static void Main()
       {
        int j = 30;
        Console.WriteLine(j);
        return;
       }
    }

Этот код компилируется, несмотря на то, что здесь в контексте метода Main() присутствуют две переменных с именем j: переменная j, определенная на уровне класса и существующая до тех пор, пока не будет уничтожен класс (когда завершится метод Main(), а вместе с ним и программа), и переменная j, определенная внутри Main(). В данном случае новая переменная с именем j, объявленная в методе Main(), скрывает переменную уровня класса с тем же именем. Поэтому когда вы запустите этот код, на дисплее будет отображено число 30.

Константы

Как следует из названия, константа — это переменная, значение которой не меняется за время ее существования. Предваряя переменную ключевым словом const при ее объявлении и инициализации, вы объявляете ее как константу:

const int a = 100; // Это значение не может быть изменено

Ниже перечислены основные характеристики констант:

• Они должны инициализироваться при объявлении, и однажды присвоенные им значения никогда не могут быть изменены.

• Значение константы должно быть вычислено во время компиляции. Таким образом, инициализировать константу значением, взятым из другой переменной, нельзя. Если все-таки нужно это сделать, используйте поля только для чтения.

• Константы всегда неявно статические. Однако вы не должны (и фактически не можете) включать модификатор static в объявление константы.

Использование констант в программах обеспечивает, по крайней мере, три преимущества:

• Константы облегчают чтение программ, заменяя "магические" числа и строки читаемыми именами, назначение которых легко понять.

• Константы облегчают модификацию программ. Например, предположим, что в программе C# имеется константа SalesTax (налог с продаж), которой присвоено значение 6 процентов. Если налог с продаж когда-нибудь изменится, вы можете модифицировать все вычисления налога, просто присвоив новое значение этой константе, и не понадобится просматривать код в поисках значений и изменять каждое из них, надеясь, что оно нигде не будет пропущено.

• Константы позволяют избежать ошибок в программах. Если попытаться присвоить новое значение константе где-то в другом месте программы, а не там, где она объявлена, компилятор выдаст сообщение об ошибке.