PHP變數作用域完全解析：區域、全域、超全域與靜態變數

變數作用域四大類型

區域變數：函數的私有空間

<?php
$x = 10; // 全域變數

function demo() {
    $x = 20; // 區域變數，與外部 $x 無關
    echo "函數內: $x\n"; // 20
}

demo();
echo "函數外: $x\n"; // 10 (未被修改)

// 參數也是區域變數
function add($a, $b) { // $a, $b 為區域變數
    return $a + $b;
}

全域變數：跨函數共享狀態

global 關鍵字引入

<?php
$counter = 0;

function increment() {
    global $counter; // 引入全域變數參考
    $counter++;
    echo "計數器: $counter\n";
}

increment(); // 1
increment(); // 2
echo "最終: $counter\n"; // 2

$GLOBALS 超全域陣列 (替代方案)

<?php
$config = ['debug' => true, 'version' => '1.0'];

function getConfig(string $key) {
    // 直接存取 $GLOBALS，不需 global 關鍵字
    return $GLOBALS['config'][$key] ?? null;
}

echo getConfig('debug'); // 1 (true)
echo getConfig('version'); // 1.0

⚠️ global vs $GLOBALS 差異

<?php
$var = 1;

function testGlobal() {
    global $var;
    $var = 2; // 修改全域變數
}

function testGlobals() {
    $GLOBALS['var'] = 3; // 修改全域變數
}

testGlobal();
echo $var; // 2

testGlobals();
echo $var; // 3

// 關鍵差異：global 建立別名，$GLOBALS 直接操作陣列元素
function testReference() {
    global $var;
    $var = &$GLOBALS['var']; // 這行其實多餘，global 已建立別名
}

靜態變數：函數的「記憶」

<?php
function counter() {
    static $count = 0; // 僅初始化一次
    $count++;
    return $count;
}

echo counter(); // 1
echo counter(); // 2
echo counter(); // 3

// 實用場景：單例模式、快取、遞歸深度追蹤
function getDbConnection() {
    static $pdo = null;
    if ($pdo === null) {
        $pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=test', 'user', 'pass');
    }
    return $pdo;
}

// 遞歸深度計數
function recursiveDepth($n) {
    static $depth = 0;
    $depth++;
    if ($n <= 0) {
        $result = $depth;
        $depth = 0; // 重置
        return $result;
    }
    return recursiveDepth($n - 1);
}

超全域變數：PHP 內建的全域狀態

作用域解析規則：LEGB 法則 (PHP 版)

PHP 變數查找順序：

1. Local (區域) - 函數內部宣告、參數
2. Enclosing (外層函數) - PHP 不支援巢狀函數閉包捕獲 (需用 use)
3. Global (全域) - global $var 或 $GLOBALS['var']
4. Built-in (超全域/內建) - $_GET, $_POST 等

<?php
$globalVar = 'global';

function outer() {
    $outerVar = 'outer';
    
    // PHP 5.3+ 匿名函數可用 use 捕獲外層變數
    $closure = function() use ($outerVar) {
        global $globalVar;
        echo "Closure: outer=$outerVar, global=$globalVar\n";
    };
    
    $closure();
}

outer();
// 輸出: Closure: outer=outer, global=global

類別屬性 vs 變數作用域

<?php
class Demo {
    public $publicProp = 'public';
    protected $protectedProp = 'protected';
    private $privateProp = 'private';
    
    public function method() {
        // 類內部：$this->property 存取屬性
        echo $this->publicProp;     // 可
        echo $this->protectedProp;  // 可
        echo $this->privateProp;    // 可
        
        // 區域變數
        $local = 'local';
    }
}

$obj = new Demo();
echo $obj->publicProp;      // 可
// echo $obj->protectedProp; // Fatal: Cannot access protected
// echo $obj->privateProp;   // Fatal: Cannot access private

// 靜態屬性：類級別，類似全域但有命名空間
class Counter {
    public static $count = 0;
    
    public static function increment() {
        self::$count++; // 或 static::$count (晚期靜態綁定)
    }
}

Counter::increment();
echo Counter::$count; // 1

最佳實踐與避坑指南

✅ 推薦做法

1. 避免全域變數：使用依賴注入、單例、服務容器傳遞共享狀態
2. 函數參數化：需要外部資料時透過參數傳入，而非 global
3. 靜態變數用於快取/單例：函數級單例、資料庫連線快取
4. 超全域變數僅在入口處存取：控制器/處理器層，不在業務邏輯/模型層直接用 $_POST

❌ 反模式

<?php
// 反模式 1：濫用 global
$db = new PDO(...);
function getUser($id) {
    global $db; // 難測試、隱性依賴、耦合
    return $db->query("SELECT * FROM users WHERE id=$id")->fetch();
}

// 反模式 2：超全域變數滲透到核心邏輯
function calculatePrice() {
    $qty = $_POST['qty']; // 業務邏輯耦合 HTTP 請求
    return $qty * 100;
}

// 反模式 3：靜態變數洩露狀態
function processBatch($items) {
    static $processed = []; // 跨呼叫殘留，導致 Bug
    foreach ($items as $item) {
        $processed[] = $item;
    }
    return $processed;
}

✅ 正確模式：依賴注入

<?php
// 服務類
class UserRepository {
    private PDO $pdo;
    
    public function __construct(PDO $pdo) {
        $this->pdo = $pdo;
    }
    
    public function findById(int $id): ?array {
        $stmt = $this->pdo->prepare("SELECT * FROM users WHERE id = ?");
        $stmt->execute([$id]);
        return $stmt->fetch() ?: null;
    }
}

// 使用：在組合根/入口注入
$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=test', 'user', 'pass');
$repo = new UserRepository($pdo);
$user = $repo->findById(123);
// 易測試：可傳入 Mock PDO

總結

• 區域變數：預設、最安全、函數內部私有
• 全域變數：global 或 $GLOBALS 引入，慎用，優先依賴注入
• 靜態變數：static 關鍵字，函數級持久化，適合快取/單例
• 超全域變數：$_GET, $_POST, $_SESSION 等，僅在應用邊界層使用
• 類別屬性：public/protected/private + $this->，靜態屬性用 self::/static::
• 核心原則：最小作用域、顯式依賴、避免隱性共享狀態