變數

By 許裕永 CPP Road - 9月 25, 2025

C++ 變數宣告、指派與取值的實作

在 C++ 中，變數 (variable) 是用來儲存資料的命名儲存區。在使用任何變數之前，我們必須先宣告 (declare) 它。本教材將帶你了解 C++ 變數宣告的不同方式、如何為變數指派 (assign) 值，以及如何取值 (access)。

1. 變數的宣告 (Declaration)

宣告變數是告訴編譯器：「我需要一塊記憶體來儲存某種型態的資料，這塊記憶體的名稱叫做...」。

基本宣告

這是最簡單的宣告方式，只宣告變數的型態和名稱。此時環境會依型態的設定，配置一份目前未使用的記憶體，但記憶體中儲存的是一個不確定的垃圾值 (garbage value)。變數就是該記憶體的名稱(代號)，接下來設計師可以在該變數的有效區域中，透過變數存取該變數代表的記憶體。

int my_age;      // 宣告一個名為 my_age 的整數變數
double salary;   // 宣告一個名為 salary 的雙精度浮點數變數
char initial;    // 宣告一個名為 initial 的字元變數

宣告並初始化 (Initialization)

宣告並初始化是在宣告變數的同時為它賦予一個初始值。這是一個好習慣，可以避免使用未初始化的變數，從而減少錯誤。

C++ 支援多種初始化方式：

複製初始化 (Copy Initialization)
使用等號 = 來初始化變數。
```
int my_age = 25;
double salary = 50000.0;
char initial = 'J';
```
直接初始化 (Direct Initialization)
使用小括號 () 來初始化，類似函式呼叫。
```
int my_age(25);
double salary(50000.0);
char initial('J');
```
列表初始化 (List Initialization) (推薦)
使用大括號 {} 來初始化。這是 C++11 引入的，被認為是最安全的初始化方式，因為它可以防止窄化轉換 (narrowing conversion)，例如將 double 賦予 int 而造成資料遺失。
```
int my_age{25};
double salary{50000.0};
char initial{'J'};

// 錯誤範例：int my_int{3.14};  // 編譯器會報錯
```

2. 變數的指派 (Assignment)

指派是在變數已經被宣告後，再為它賦予一個新值。

基本指派

使用等號 = 來進行指派。

int my_score;
my_score = 95;  // 為 my_score 變數指派值 95
my_score = 100; // 將 my_score 的值更新為 100

鏈結指派 (Chained Assignment)

可以將同一個值指派給多個變數。

int a, b, c;
a = b = c = 10;  // 從右到左執行，所有變數最終都為 10

3. 變數的取值與實作 (Accessing Variables)

取值是取得變數所儲存的資料，並在程式中使用它。

基本取值

只要變數名稱不是在 '=' 左側，就是取值。

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int score = 95;
    
    // 使用 cout 將變數的值輸出到螢幕
    cout << score;
    
    // 使用變數進行運算
    int bonus = 5;
    int total_score = score + bonus;
    cout << total_score;
    
    return 0;
}

變數的使用時機

表達式 (Expression)：在數學運算、邏輯判斷等表達式中使用。
```
int result = (10 + 20) * 5;
if (result > 100) {
    // ...
}
```

作為函式參數：將變數的值傳遞給函式。

void print_value(int value) {
    cout<< value ;
}

int num = 42;
print_value(num);

4. 實作範例：一個完整的程式

這個範例程式展示了變數的宣告、初始化、指派與取值的完整流程。

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    // 變數命名示範：使用蛇形命名法
    int rectangle_length{10};      // 列表初始化
    int rectangle_width = 5;       // 複製初始化
    
    // 進行運算並指派給新變數
    int rectangle_area = rectangle_length * rectangle_width;
    
    // 輸出結果
    cout << rectangle_length << endl;
    cout << rectangle_width << endl;
    cout << rectangle_area << endl;
    
    // 變數的重新指派
    rectangle_length = 15;
    rectangle_area = rectangle_length * rectangle_width; // 重新計算面積
    
    // 輸出更新後的結果
    cout << rectangle_length << endl;
    cout << rectangle_area << endl;
    
    return 0;
}

5. 變數命名的規則與原則

良好的變數命名可以讓程式碼更容易閱讀和理解。請遵循以下規則和建議：

命名規則 (Grammar Rules)

這是編譯器強制執行的規則，如果違反，程式會編譯失敗。

大小寫字母、數字與底線：變數名稱可以包含大寫字母 (A-Z)、小寫字母 (a-z)、數字 (0-9) 和底線 (_)。
不可用數字開頭：變數名稱不能以數字開頭。例如，1_name 是不合法的。
區分大小寫：C++ 區分大小寫。myVar 和 myvar 是兩個不同的變數。
不可使用關鍵字：不能使用 C++ 的保留關鍵字作為變數名稱，例如 int、class、return 等。

命名原則 (Style Guidelines)

這些是程式設計師社群普遍認同的建議，遵循這些原則可以讓你的程式碼更具可讀性。

語意清晰：變數名稱應該清晰地表達它的用途。例如，用 student_age 比用 sa 更好。
使用慣例：選擇一種命名慣例並貫徹使用。
- 蛇形命名法 (snake_case)：所有字母都是小寫，單字之間用底線分隔。
  範例：user_name, total_count
- 駝峰式命名法 (camelCase)：第一個單字小寫，後續每個單字的第一個字母大寫。
  範例：userName, totalCount
- 匈牙利命名法 (Hungarian notation)：在變數名稱前加上縮寫來表示資料型別。
  範例：iCount (整數), strName (字串)
  注意： 現代 C++ 程式碼中，由於 auto 和強型別的盛行，這種命名法已較少使用。

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