Le variabili locali e globali in C++

Approfondiamo in questo breve articolo le variabili locali e globali in C++.

In molti linguaggi di programmazione (in alcuni linguaggi non si dichiarano le variabili) è possibile dichiarare le variabili locali o globali, cioè è possibile stabilire il periodo di vita di una variabile.

Le variabili locali in C++

Le variabili locali, sono quelle variabili che sono dichiarate all’interno dei singoli sottoprogrammi, quindi sono valide (visibili) solo all’interno di questi e pertanto non possono essere utilizzate in altri sottoprogrammi.

Hanno dunque una durata, nascono con la funzione (o sottoprogramma) e muoiono quando termina la funzione stessa.

Facciamo dunque un esempio indicativo, producendo di proposito un errore:

#include <iostream>
using namespace std;

int somma(){
    int x = 5; //variabile locale
    int y = 6; //variabile locale
    
    return x + y;
}

int differenza() {
   return x - y; //non vede le variabili x e y
}

int main () {
   somma();
   cout << somma();
   differenza();
   cout << differenza();

   return 0;
}

Mi restituisce come errore che le variabili x e y non sono state dichiarate per questo scope ovvero per questo ambito di visibilità.

Infatti riscontriamo che:

1. Variabili locali: Le variabili x e y sono dichiarate all’interno della funzione somma(), quindi sono considerate variabili locali a quella funzione. Ciò significa che sono accessibili solo all’interno della funzione somma() stessa e non possono essere utilizzate all’esterno di essa.
2. Scope delle variabili: La variabile x è definita all’interno della funzione somma(), quindi non è visibile dalla funzione differenza(). Quando si tenta di fare riferimento a x e y all’interno della funzione differenza(), si verifica un errore perché queste variabili non sono definite nello scope di quella funzione.
3. Chiamate alle funzioni: Nel main(), le funzioni somma() e differenza() vengono chiamate, ma i loro valori di ritorno non vengono utilizzati o stampati. Per stampare il risultato delle funzioni, è necessario utilizzare cout.

Le variabili globali in C++

Le variabili globali sono quelle che hanno validità non solo nel programma principale ma anche nei sottoprogrammi dove non sono state dichiarate.

Anche se potrebbe sembrare più semplice utilizzarle non bisogna farne abuso.

Esempio 1

Vediamo quindi un esempio di uso di variabili locali e globali puramente indicativo:

#include <iostream>
using namespace std;

int y; // variabile globale 

int main()
{
     int x; // variabile locale al main

     cout << "Inserisci un numero: ";
     cin >> x;
     cout << "Hai inserito il numero: " << x << endl;
     cout << "Inserisci un altro numero: ";
     cin >> y;
     cout << "Hai inserito il numero: " << y << endl;

    return 0;
}

In questo esempio utilizziamo una variabile globale y dichiarata prima del main e una variabile locale x dichiarata all’interno del main.

Esempio 2

Dati in input il numero degli allievi e delle allieve di un Istituto, calcolare la percentuale dei maschi e delle femmine di tutta la scuola.

Ecco dunque un esempio d’uso di variabili globali e parametri formali, guardate i commenti, inseriti nel codice, per capire quali variabili sono utilizzate.

#include <iostream>
using namespace std;

int iscritti; // Variabile globale per il numero totale di iscritti
int allievi; // Variabile globale per il numero di allievi
int allieve; // Variabile globale per il numero di allieve

// Funzione che calcola la percentuale di maschi
float percentualeMaschi(int iscritti, int allievi) {
    return (static_cast<float>(allievi) / iscritti) * 100;
}

// Funzione che calcola la percentuale di femmine
float percentualeFemmine(int iscritti, int allieve) {
    return (static_cast<float>(allieve) / iscritti) * 100;
}

int main() {
    // Input del numero totale di iscritti
    cout << "Inserisci il numero totale di iscritti: ";
    cin >> iscritti;

    // Input del numero di allievi
    cout << "Inserisci il numero degli allievi: ";
    cin >> allievi;

    // Input del numero delle allieve
    cout << "Inserisci il numero delle allieve: ";
    cin >> allieve;

    // Calcolo delle percentuali utilizzando le funzioni e stampa dei risultati
    cout << "Percentuale di maschi: " << percentualeMaschi(iscritti, allievi) << "%" << endl;
    cout << "Percentuale di femmine: " << percentualeFemmine(iscritti, allieve) << "%" << endl;

    return 0;
}

Possiamo migliorare il codice evitando l’uso di variabili globali, passando i valori delle variabili iscritti, allievi e allieve come argomenti alle funzioni percentualeMaschi e percentualeFemmine. Ecco come potrebbe essere modificato il codice:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che calcola la percentuale di maschi
float percentualeMaschi(int iscritti, int allievi) {
    return (static_cast<float>(allievi) / iscritti) * 100;
}

// Funzione che calcola la percentuale di femmine
float percentualeFemmine(int iscritti, int allieve) {
    return (static_cast<float>(allieve) / iscritti) * 100;
}

int main() {
    int iscritti, allievi, allieve;

    // Input del numero totale di iscritti
    cout << "Inserisci il numero totale di iscritti: ";
    cin >> iscritti;

    // Input del numero di allievi
    cout << "Inserisci il numero degli allievi: ";
    cin >> allievi;

    // Input del numero delle allieve
    cout << "Inserisci il numero delle allieve: ";
    cin >> allieve;

    // Calcolo delle percentuali utilizzando le funzioni e stampa dei risultati
    cout << "Percentuale di maschi: " << percentualeMaschi(iscritti, allievi) << "%" << endl;
    cout << "Percentuale di femmine: " << percentualeFemmine(iscritti, allieve) << "%" << endl;

    return 0;
}

In questo modo, tutte le variabili sono locali alla funzione main(), rendendo il codice più modulare e più facile da leggere e comprendere. Le funzioni percentualeMaschi e percentualeFemmine ricevono i valori delle variabili iscritti, allievi e allieve come parametri formali, consentendo loro di calcolare le percentuali senza dipendere da variabili globali.

Esempio 3

In questo esempio definiremo la variabile locale x all’interno del main e all’interno di una funzione e useremo anche una variabile globale x.

#include <iostream>
using namespace std;

int x = 100; // Variabile globale

void funzione() {
    int x = 20; // Variabile locale alla funzione
    cout << x << endl; // Stampa 20
}

void funzione2() {
    cout << x; // Stampa 100, utilizza la variabile globale
}

int main() {
    int x = 5; // Variabile locale al main
    cout << x << endl; // Stampa 5
    funzione();
    funzione2();
    return 0;
}

In questo esempio, abbiamo tre variabili x:

• Una variabile globale x con valore 100, dichiarata all’inizio del programma.
• Una variabile locale x all’interno della funzione funzione() con valore 20.
• Una variabile locale x all’interno di main() con valore 5.

All’interno di main(), innanzitutto verrà stampato il valore della variabile locale x, che è 5.

Poi viene chiamata funzione(), e quindi viene stampato il valore della variabile locale x all’interno della funzione, che è 20.

Infine viene chiamata funzione2() che stampa il valore della variabile globale x, che è 100.

Chiaramente questi sono solo alcuni esempi di possibile uso delle variabili locali e globali in C++, presto farò altri esempi.

Alcuni link utili

Passaggio di parametri per valore o per riferimento

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Ciclo while in C++

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