Ámbito y duración de las variables en funciones

Recordemos dos conceptos importantes sobre las variables:

El ámbito de una variable define la región del código donde dicha variable es accesible.
La duración de almacenamiento (lifetime) es el tiempo durante el cual la variable existe en memoria.

Recordemos los tipos de variables:

Variables locales

Se declaran dentro de una función o bloque {}.
Ámbito local: solo son accesibles dentro de la función o bloque en el que se definen.
Duración automática o local: se crean cuando el flujo de ejecución entra en el ámbito y se destruyen automáticamente al salir.
Estudiaremos en el siguiente apartado que los parámetros de una función en C++ se comportan como variables locales.

Ejemplo:

#include <iostream>

// Función sin parámetros
void mostrarContador() {
    // Variable local: solo existe dentro de esta función
    int contador = 0;  

    // Cada vez que se llama a la función, se crea de nuevo
    contador++;

    std::cout << "Valor del contador local: " << contador << std::endl;
}

int main() {
    // Llamamos varias veces a la misma función
    mostrarContador(); // Imprime 1
    mostrarContador(); // Imprime 1 otra vez (porque la variable se reinicia)
    mostrarContador(); // Imprime 1 otra vez

    return 0;
}

Variables estáticas

Se definen utilizando la palabra reservada static.
Ámbito local: solo son accesibles dentro de la función o bloque en el que se definen.
Duración estática o global: existen durante toda la ejecución del programa (no se destruye al salir de la función).
Se inicializa solo una vez, la primera vez que se llama a la función y conserva su valor en siguientes llamadas.

Ejemplo:

#include <iostream>

// Función sin parámetros
void mostrarContador() {
    // Variable estática local:
    // - Solo accesible dentro de esta función
    // - Persiste durante toda la ejecución del programa
    static int contador = 0;  

    contador++; // Incrementa su valor acumulado

    std::cout << "Valor del contador estático: " << contador << std::endl;
}

int main() {
    mostrarContador(); // Imprime 1
    mostrarContador(); // Imprime 2
    mostrarContador(); // Imprime 3

    return 0;
}

Variables globales

Se declaran fuera de cualquier función o clase, normalmente al inicio del archivo.
Ámbito global: Son accesibles desde cualquier función del mismo archivo.
Duración estática o global: Su duración es todo el tiempo de ejecución del programa.
El uso inadecuado puede dificultar la gestión clara de los recursos.

Ejemplo:

#include <iostream>

int global = 10;  // Variable global

void mostrarGlobal() {
    std::cout << "El valor de la variable global es: " << global << std::endl;
}

int main() {
    mostrarGlobal();  // Imprime el valor actual de 'global'

    global = 20;  // Modificamos el valor de la variable global

    mostrarGlobal();  // Imprime el nuevo valor de 'global'

    return 0;
}