المتغيرات وفئات التخزين في ++C

المتغيرات وفئات التخزين

سوف نعرض الأن لموضوع يتعلق بالعلاقة بين المتغيرات والدوال , ألا وهو موضوع فئات التخزين storage classes وهي تتعلق بنطاق رؤية المتغيرات المخزنة بالنسبة لدوال البرنامج , والعمر الزمني لها .

وسوف نعرض لثلاثة أنواع من هذه الفئات : المتغيرات الألية automatic variables والخارجية external , والإمكانية static .

المتغيرات الألية (المحلية )

يطلق اصطلاح المتغيرات الألية بعد استدعاء الدالة المعرفة بها ( الأدق أن نقول إن المتغير المعرف داخل كتلة من الأوامر لا ينشأ إلا عند تنفيذ تلك الكتلة ) , فقبل ذلك لا يكون للمتغير وجود في الذاكرة . كما أن تلك المتغيرات تزال بمجرد أن ينتهي عمل الدالة , وبحال التحكم في التنفيذ لدالة أخري .

ويطلق علي الفترة ما بين إنشاء المتغير وإزالته المدي العمري life time أو duration , وكما تري ينطبق بالنسبة للمتغيرات الألية مع فترة تنفيذ دوالها .

نطاق الرؤية

يطلق مصطلح نطاق الرؤية visibility علي إمكانية التعامل مع المتغير من قبل الدوال المختلفة للبرنامج ] أي من دوال تري المتغير [ فالمتغيرات الألية ليست مرئية إلا للدوال التي هي معرفة بها . ] ومن ثم فيمكن أن تكرر أسماء المتغيرات في دوال مختلفة مثلا , المتغير j يكرر كمتغير حاكم متحم في الدوارات في الدوال المختلفة , ولكن لا يجب أن يكرر داخل نفس الدالة , بالضبط كما تستخدم نفس الأسماء في الأسر المختلفة , ولكن لا يجب أن يكرر نفس الاسم داخل نفس الأسرة [

ويطلق علي المتغيرات الألية أيضا المحلية local حيث يتطابق مداها الزمني ونطاق رؤيتها مع الدالة المعرفة بها .

المتغيرات الخارجية

الفئة الثانية من فئات التخزين هي المتغيرات الخارجية , وهذه تعرف قبل الدوال التي تتعامل معها , لكي تكون مرئية لها جميعا , كما يتضح لك من المثال التالي :

extern.cpp

// extern.cpp

// demonstrates external variables

#include <iostream.h>

#include <conio.h>        // for getch()

char ch = 'a';            // exteral variable ch

void getachar();          // function declarations

void putachar();

void main()

   {

   while( ch != '\r' )    // main() accesses ch

      {

      getachar();

      putachar();

      }

   getche();

   }

void getachar()           // getachar() accesses ch

   {

   ch = getch();

   }

void putachar()           // putachar() accesses ch

   {

   cout << ch;

   }

وفي هذا المثال تم تعريف المتغير ch متغيرا خارجيا , فأمكن للدوال الثلاث أن تتعامل معه . وأحد هذه الدوال تستخدم الدالة المكتبية getch() وهي تماثل الدالة getch() عدا أنها لا تظهر الحرف المخل ,] الحرف e المميز بين الدالتين هو اختصار لكلمة echo ومعناها رجع الصدي بمعني أن إحدي الدالتين تردد الحرف المدخل بإظهاره علي الشاشة , والثانية لا [

وكما ذكرنا في الفصل الأول , يمكن أن يتسبب تعريف متغيرات علي أنها خارجية لبعض المشاكل عند توخي الحذر , حيث إن كافة الدوال يمكنها أن تؤثر في قيم تلك المتغيرات . والجدير بالذكر أن استخدام الأسلوب الكائني في البرمجة يقلل الحاجة لهذه الفئة من التخزين .

وعند عدم استهلاك المتغير الخارجي , فإنه يأخذ القيمة صفر , وهو خلاف الوضع في المتغيرات المحلية , حيث لا يمكن التكهن بقيمة المتغير الابتدائية عند عدم استهلاكه , فكثيرا ما يحتوي علي قيم اعتباطية ليس لها معني .

والمدى الزمني للمتغيرات الخارجية هي عمر البرنامج كله , فهي تنشأ في بدايته ولا تنتهي إلا بانتهائه . أما نطاق الرؤية فيبدأ من نقطة تعريف المتغير , فلا تراه الدوال السابقة علي هذا التعريف .

المتغيرات الإستاتيكية

نعرض هنا للمتغيرات الإستاتيكية الآلية , أما النوع الاستاتيكي الخارجي فلا تطبيق له إلا في البرامج متعددة الملفات , وهو ما لن نتعرض له إلا في الفصل الخامس عشر .

والمتغير الاستاتيكي الآلي له نطاق رؤية المتغير الآلي , و المدي الزمني للمتغير الاستاتيكي . ويستخدم هذا النوع من المتغيرات حينما يراد أن تتذكر الدالة قيما طوال عمل البرنامج , وإليك مثال يوضح الفكرة , وفيه تقوم الدالة getavge() بحساب المتغير الجاري , أي كلما أدخل عدد قسم مجموع الأعداد المدخلة علي عدد مرات للإدخال .

extern.cpp

// extern.cpp

// demonstrates external variables

#include <iostream.h>

#include <conio.h>        // for getch()

char ch = 'a';            // exteral variable ch

void getachar();          // function declarations

void putachar();

void main()

   {

   while( ch != '\r' )    // main() accesses ch

      {

      getachar();

      putachar();

      }

   getche();

   }

void getachar()           // getachar() accesses ch

   {

   ch = getch();

   }

void putachar()           // putachar() accesses ch

   {

   cout << ch;

   }

فالمتغيران total, count يحتفظان بقيمهما بعد انتهاء عمل الدالة الخاصة بهما , بحيث إذا أعيد استدعاؤها , فإنها تعاد بنفس القيم السابقة للمتغيرين .

ملخص فئات التخزين

الجدول الأتي يلخص فئات التخزين , وفيه نذكر لمن لديهم فكرة عن معمار الحاسبات التي تعمل بنظام الدوس أن التخزين للمتغيرات الآلية يكون في شريحة المكدس stack segment بينما تخزن المتغيرات الخارجية و الإستاتيكية في شريحة البيانات data segment .

	ألي	استاتيكي ألي	خارجي
نطاق الرؤية	الدالة	الدالة	الملف
المدي الزمني	الدالة	البرنامج	البرنامج
الاستهلاك التلقائي	اعتباطي	صفر	صفر
التخزين	شريحة المكدس	شريحة البيانات	شريحة البيانات
الغرض	لدالة معينة	كالسابق , مع الاحتفاظ بقيم المتغير	لعدد من الدوال