1. 回顧變數
當你寫程式時，它會不斷在計算某些東西：總和、餘數、嘗試次數、當前分數、選定的使用者名稱。如果不把這些東西存放在某處，程式就像金魚：三秒鐘後上下文就丟失了。變數的用途就是讓程式在執行期間擁有「記憶」。
在深入之前，讓我們回想一下你已經知道的變數相關概念。
可以將變數想像成貼了標籤的小容器。標籤是變數名稱，容器有特定的類型（決定可以存放什麼「形狀」的資料），裡面則是當前的值。而這三要素——類型 + 名稱 + 值——就是變數的工作模型。
先看一個小表格，幫助鞏固這個概念：
| 這是什麼 | 程式碼表示 | 代表什麼 |
|---|---|---|
| 類型 | |
「可以存放什麼值」 |
| 名稱 | |
「程式中如何引用它」 |
| 值 | |
「現在裡面放著什麼」 |
我們暫時不深入各種類型（那會是在下一堂課）。但要記住：類型不是裝飾品。 它訂定了遊戲規則：對變數可以做什麼、以及可放入哪些值。
2. 宣告與初始化
初學者常混淆的一點是，常在同一行做兩件事。當你寫下 int x = 10;， 你同時「宣告」變數（告訴編譯器它的類型與名稱）並「初始化」（給予初始值）。這有點像開一個銀行帳戶並立刻存入第一筆錢——不是必要，但很合理。
在本課程中我們會採用簡單的安全規則：變數在宣告時應該被賦予初始值。 這能省時並避免當你誤用來自「無處」的值時出現奇怪的 Bug。
小範例：變數出現並立即拿到數值。
#include <iostream>
int main() {
int score = 10; // 建立變數 score，值為 10
std::cout << score << '\n'; // 10
}
注意：關鍵字 int 是宣告的一部分。只要你還沒寫出類型，變數就還沒「被建立」。名稱也很重要：編譯器必須知道如何在之後引用它。
另一個範例：變數由表達式初始化。這仍然是初始化——只是右邊不是「現成的數字」，而是一個運算式。
#include <iostream>
int main() {
int a = 3;
int b = 4;
int sum = a + b; // sum 被建立並立即得到 7
std::cout << sum << '\n'; // 7
}
這裡有一個有用的口訣：心裡默念「建立 sum，計算 a + b，把結果存到 sum」。
3. 賦值：改變已存在變數的值
變數建立後，你可以更新它裡面的內容。這是另一種動作——賦值。這裡是本講的關鍵：在 C++ 中，符號 = 的意思不是「相等」，而是「寫入新值」。
記住一個簡單的分法：
- 初始化——「建立變數」；
- 賦值——「更新已存在的變數」。
範例：先建立變數，然後改變它的值。
#include <iostream>
int main() {
int score = 10; // 建立
score = 20; // 改變
std::cout << score << '\n'; // 20
}
現在一個更「活」的範例：使用舊值來更新。
#include <iostream>
int main() {
int score = 10;
score = score + 5; // 右邊計算 10 + 5，結果 15 寫入 score
std::cout << score << '\n'; // 15
}
這裡顯示了一條重要的賦值規則：先評估右側，再把結果寫入左側。
也就是說，這不是「等式」。更像是一條命令：「取出目前的 score，加上 5，並存回 score」。
4. 表達式與運算子 = 和 ==
右側是表達式
當你看到像 x = ...; 這樣的語句時，右側通常是一個表達式。表達式是一段能被求值為單一值的程式碼。那裡可以是單純的數字、變數、公式，甚至是從 std::cin 讀入的結果（不過通常會把 cin 放在單獨一行以保持可讀性）。
我們來看幾個變體以訓練判斷力。
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
int y = 2;
int a = x; // 右側的表達式是單純的 x
int b = x + y; // 表達式是加法
int c = (x + y) * 10; // 表達式是一個比較複雜的公式
std::cout << a << ' ' << b << ' ' << c << '\n'; // 5 7 70
}
我們要養成的習慣是：在每一行賦值時問自己：「右側在計算什麼？」以及「結果要寫到左側的哪裡？」。
把這個變成直覺後，閱讀條件、迴圈與各種公式都會容易得多。
= —— 不是比較
把 = 與「等於」混淆是個經典問題，幾乎可以算作程式新手的入門儀式。幾乎每個人至少寫過一次像在條件中寫 if (x = 10)，然後驚訝於程式「創造性」的行為。
重點：
- = —— 賦值（改變變數），
- == —— 比較（回傳 true 或 false）。
你可能已經學過比較，今天我們多加一個強調：在條件中把 = 寫成 == 的錯誤，是語意上的錯誤，而非語法錯誤。有時編譯器甚至不會像你預期的那樣報錯。
小範例（示範「不要這樣做」，但不深入解釋）：
#include <iostream>
int main() {
int x = 3;
// if (x = 10) { // 不好：你把 x 改為 10
// std::cout << "x is 10\n";
// }
if (x == 10) { // 好：你是在比較 x 與 10
std::cout << "x is 10\n";
} else {
std::cout << "x is not 10\n"; // x is not 10
}
}
我們現在不詳細解釋為何 if (x = 10) 可能會通過編譯。重點是實務規則：如果你心裡念到「檢查是否相等」——程式碼裡幾乎肯定應該寫 ==。
5. 可見範圍：變數在哪裡「可見」
當程式變大時，會產生一個實際的問題：「這個變數在哪裡能被存取？」在 C++ 中，答案與大括號 { ... } 有關。程式區塊決定了可見範圍：變數名稱從宣告的地方到當前區塊結束之間可見。
這有點像會議胸章：在會場內大家認得你，出了門保全會問：「請問您是誰？」（把編譯器想成保全會是個有趣的比喻。）
簡單範例：
#include <iostream>
int main() {
int x = 1;
{
int y = 2;
std::cout << (x + y) << '\n'; // 3
}
std::cout << x << '\n'; // 1
std::cout << y << '\n'; // 錯誤：y 在此不存在
}
這裡 x 在外層區塊 main 中被宣告，因此在內外層都可見。y 則在內層區塊宣告，離開該區塊後就不存在了。
為何這很重要？因為 scope 幫助你保持思路清晰：變數只「活」在真正需要的地方，不會干擾其他程式碼。
scope 常透過 if 與迴圈自然產生。例如，若變數在 if 內宣告，通常在該 if 結束後就不會存在。
#include <iostream>
int main() {
int temperature = 30;
if (temperature > 25) {
int extraWater = 2;
std::cout << extraWater << '\n'; // 2
}
std::cout << extraWater << '\n'; // 錯誤：變數隨區塊結束而消失
}
對，這裡說「消失」其實很貼切：遇到右大括號 } 後，名稱就不再可用，彷彿從未存在過。
6. 小應用：存錢筒與餘額更新
為了讓變數不只是抽象哲學，我們來組一個小型的主控台情境，你可以在課程中擴充。假設它是個「存錢筒」或餘額系統，用來加錢與扣款。今天我們關注的是建立值與改變值之間的差別。
從最小可行的開始：有初始餘額與一次存入操作。
#include <iostream>
int main() {
int balance = 0; // 初始值
int deposit = 0;
std::cin >> deposit; // 輸入存入金額
balance = balance + deposit; // 更新餘額
std::cout << balance << '\n'; // 取決於輸入
}
這裡可以看到兩個層面：
第一層 —— 「建立變數」：balance、deposit。我們把它們宣告並初始化為 0，以確保有明確的起始值。
第二層 —— 「改變程式狀態」：我們讀入 deposit 並更新 balance。更新透過賦值完成，右側是表達式 balance + deposit。
加入另一個動作：支出。仍然是用同樣的變數與機制，只是多做一次賦值。
#include <iostream>
int main() {
int balance = 0;
int deposit = 0;
std::cin >> deposit;
balance = balance + deposit;
int spend = 0;
std::cin >> spend;
balance = balance - spend;
std::cout << balance << '\n'; // 最終餘額
}
如果你仔細看，會發現一個「模板」：
1) 建立變數，
2) 取得值，
3) 更新另一個變數的狀態。
這是程式設計中最常見的模式之一。今天的目標是要學會「用眼睛看到」這個模式，而不只是用手去打字。
賦值的流程圖：動作順序
有時不是程式碼，而是一張小圖更能幫助理解。賦值可以心裡分解成幾步：先計算右側，接著把結果寫入左側。這像是在咖啡廳點餐：先做好料理，然後放到盤子上；不能把還沒做好料理放到盤子上。
簡化的流程圖：
flowchart TD
A["行：x = 表達式;"] --> B["計算右側的表達式"]
B --> C["得到結果（單一值）"]
C --> D["把結果寫入 x"]
D --> E["x 現在存放新的當前值"]
如果你常常疑惑「為什麼會這樣算出來」，往往是因為你沒正確想像這個順序。當右側也包含 x（像 x = x + 5;）時尤其要注意：先計算，再寫入。
7. 常見錯誤
錯誤 1：在宣告之前使用變數。
看起來無傷大雅：你在上面寫了 std::cout << total << '\n';，然後在下面才加上 int total = 0;。對人類來說這「幾乎在附近」，但對編譯器而言順序是嚴格的：在變數被宣告之前，名稱不存在。解法很簡單：在第一次使用之前宣告變數，並盡量把宣告放在實際需要的最接近處。
錯誤 2：以為 = 是數學上的等號。
在數學上，x = x + 1 看起來是無意義的（微積分老師可能會抓粉筆）。在程式設計中，這是正常的更新指令：「取出舊的 x，加 1，存回去」。如果你一直記得「先計算右側 → 再寫入左側」，這類混淆會慢慢消失。
錯誤 3：在條件中混淆 = 與 ==。
這種情況會導致程式「執行但效果不對」。你本來想比較，卻在條件內改變了變數值。即使編譯器給出警告，新手也常忽略，因為「反正跑得起來」。紀律很簡單：如果你是在問「是否相等」，就寫 ==。
錯誤 4：把變數宣告得太早，導致過大的可見範圍。
有些新手喜歡在 main 開頭宣告十幾個變數，「這樣比較安心」。結果很多變數直到程式中段才使用，你忘了哪裡存了什麼，出現魔法數字與「為何它會改變？」的疑惑。更好的做法是在第一次需要之前才宣告變數——這樣 scope 較小，程式也更易讀。
錯誤 5：在區塊內宣告變數但期望它在外面仍可用。
常見情境：你在 if 內計算了 discount，然後在外面想套用到價格。但 discount 是在 { ... } 內宣告，離開區塊後就不存在。解法是：若變數應存在更久，就在外層宣告並在內層更新；反之，若變數只屬於該情境，就把使用留在區塊內。
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