スコープ: 変数の寿命

変数は「どこでも使える」わけではない。グローバル変数の危険性とstatic変数。

スコープ
変数が有効な範囲（場所）。
ライフタイム
変数がメモリ上に存在している期間（時間）。
static修飾子
ローカル変数の寿命をプログラム終了まで延ばす。
ホテルのカードキー (Hotel Key)

変数のスコープは「ホテルのアクセス権」です。 ・ローカル変数 = 客室のカードキー。その部屋（関数）にいる間だけ有効です。チェックアウト（関数終了）すると無効になります。 ・グローバル変数 = 公園のベンチ。誰でも座れますし、誰かがそこにガムを捨てれば、次に座る人が被害を受けます（副作用）。 ・static変数 = 貸金庫。部屋を出ても中身は保管されますが、鍵を持っているのはあなた（その関数）だけです。

変数の生存期間

変数は宣言された場所によって、生きられる期間が決まります。

  • ローカル変数（関数内）: 関数が呼ばれた時に生まれ、終わると死にます（メモリから消えます）。
  • グローバル変数（関数外）: プログラム開始時に生まれ、終了するまで生き続けます。

グローバル変数の禁止

初心者は「どこからでもアクセスできて便利だから」とグローバル変数を使いがちですが、これは 実務では厳禁 です。誰がいつ値を書き換えたか追跡不能になり、バグの原因特定が困難になるからです。

ローカル vs グローバル

Lifetime Comparison
// グローバル変数（どこからでもアクセス可）
int global_count = 0; // 危険！


void increment() {
    int local_count = 0; // ローカル変数
    local_count++;
    global_count++;
    printf("Local: %d, Global: %d\n", local_count, global_count);
}


int main(void) {
    increment(); // Local: 1, Global: 1
    increment(); // Local: 1, Global: 2
    // local_count は毎回リセットされるが、
    // global_count は値を覚えている（副作用の温床）
    return 0;
}

実践テクニック

static ローカル変数

「値を覚えておきたいけど、グローバル変数みたいに誰彼構わず触らせたくない」という場合は、関数内に <code>static</code> 変数を作ります。これは「自分専用の秘密のメモ帳」のようなものです。

Static Usage
// static ローカル変数（推奨される代替案）
void increment_safe() {
    // 関数内だけで有効だが、値を覚え続ける
    static int count = 0;
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}


int main(void) {
    increment_safe(); // Count: 1
    increment_safe(); // Count: 2
    return 0;
}

演習課題

課題1: カウンター
呼び出すたびに 1, 2, 3... と増えていく値を返す関数 counter() を、グローバル変数を使わずに（staticを使って）実装してください。

合格ライン

☐ 関数が終わるとローカル変数が消えることを知っている
☐ グローバル変数がなぜ危険か説明できる
☐ static 変数を使える