块作用域和函数作用域语言

Question

我注意到一些语言，如C、C++、Java、Perl和.NET Visual都有“块”作用域，这意味着变量将只定义在它所声明的特定代码块中。

例如，

(C++):

if (true) {
    int x = 1;
}
std::cout << x << std::endl;

此代码将无法编译，因为x仅在if语句创建的块作用域中可见。

错误：“X”未在此范围内声明

但是，像VBA、Python和Javascript这样的语言都有“基于函数”的作用域，这意味着创建新范围的唯一时间是定义新函数时。

例如，

(VBA):

If True Then
    Dim x As Integer
    x = 1
End If
MsgBox(x)

此代码成功运行，x的值在if语句之外可见。

这种类型的范围划分在我看来相当令人困惑，因为从视觉上看，x应该“属于”if语句。

因此，

提出了一个问题:除了看和感觉以外，还有什么其他的优势吗？比如性能优势/编译速度优势/等等.对于一种语言来说，它是“函数”作用域，而不是“块”作用域？

Answer 1

理论上，函数作用域实际上应该更快--变量通常是在堆栈框架中创建的，函数作用域只创建该堆栈帧一次，而块作用域则需要在每个块中重复打开一个新的堆栈帧。

在实践中，有几个事实使最初的假设无效：

1. 只有当一个特定的块实际到达时，编译器才被迫为一个块创建堆栈框架--而且大多数编译器都是这样做的--正在创建一个堆栈框架，为函数中的所有变量的超集保留空间。像C这样的语言只定义一个变量的编译时可访问性.因此，编译器必须确保禁止访问当前不在作用域中的变量--而不是根本不存在此变量。这是一条可以在编译时强制执行的规则。请注意，好的编译器甚至可以重用堆栈帧中的空间，该空间由具有不重叠作用域的变量使用，并将对堆栈帧中的所有变量进行排序和合并，以确保内存的最大重用。
2. 如果编译器足够聪明，并且有足够的寄存器可用，块作用域可以更好地使用寄存器--因为块中的变量只需要有块的生存期，就可以更早地重用它们。

因此，从性能的角度来看，我并不认为这两种方法都有好处--正如上面指出的，即使语言要求块作用域，您也可以在技术上实现函数作用域。不过，这可能会浪费一些记忆。

然而，从程序员的角度来看，我确实看到了块作用域的明显优势(不过，这可能仅仅是因为我是使用C和C++等语言长大的)。