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一部の高水準プログラミング言語では、変数は、関連付けられたシンボル名とペアになった抽象的な記憶場所または間接参照場所であり、値と呼ばれる既知または未知の量のデータまたはオブジェクトを格納します。または、より簡単に言えば、変数は、特定のビットセットまたはデータ型(整数、浮動小数点数、文字列など) または未定義の名前付きコンテナです。[ 1 ] BASIC、Python、Ruby などの他の言語では、変数は、値に関連付けられた名前としてより正確に説明され、メモリ割り当てはインタプリタまたはランタイムによって透過的に処理されます。変数は最終的にメモリ アドレスに関連付けられたり、メモリ アドレスによって識別されたりします。変数名は、コンテキストに応じて変数自体を参照することに加えて、格納された値を参照する通常の方法です。この名前と内容の分離により、名前はそれが表す正確な情報とは独立して使用できます。コンピュータソース コード内の識別子は、実行時に値にバインドすることができ、したがって、変数の値はプログラムの実行中に変化する可能性があります。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
プログラミングにおける変数は、数学における変数の概念と直接対応するとは限りません。数学における変数は抽象的な概念であり、記憶場所などの物理的な対象とは直接関係がありません。コンピュータ変数の値は、数学のように方程式や公式の一部である必要はありません。さらに、変数の値が静的に定義されている場合は、定数となることもあります。コンピュータプログラミングにおける変数には、その用途を比較的明確に表すために長い名前が付けられることが多いのに対し、数学における変数は、転記や操作の簡潔さを考慮して、1文字または2文字の簡潔な名前が付けられることがよくあります。
変数の格納場所は、複数の異なる識別子によって参照されることがあります。これはエイリアシングと呼ばれる現象です。いずれかの識別子を使用して変数に値を代入すると、他の識別子を介してアクセスできる値も変更されます。
コンパイラは、変数のシンボル名をデータの実際の格納場所に置き換える必要があります。変数の名前、型、格納場所は通常固定されていますが、その場所に格納されているデータはプログラムの実行中に変更される可能性があります。
命令型プログラミング言語では、一般的に値はいつでもアクセスまたは変更できます。純粋関数型言語や論理型言語では、参照透過性の要件により、変数は式に束縛され、その存続期間中ずっと単一の値を保持します。命令型言語では、同様の動作は（名前付き）定数（記号定数）によって示され、これらは通常、（通常の）変数とは対照的です。
プログラミング言語の型システムによっては、変数は特定のデータ型（整数や文字列など）しか格納できない場合があります。あるいは、データ型が現在の値のみに関連付けられ、単一の変数にプログラミング言語でサポートされているあらゆる値を格納できる場合もあります。変数は値を格納するためのコンテナです。
変数と範囲：
変数を参照する識別子を使用すると、変数にアクセスして値を読み出したり、値を変更したり、アクセス権限、ロック、セマフォなどの変数の他の属性を編集したりできます。
例えば、変数が識別子「total_count」で参照され、その変数に1956という数値が格納されているとします。同じ変数が識別子「r」でも参照され、この識別子「r」を使用して変数の値が2009に変更された場合、識別子「total_count」を使用して値を読み取ると、1956ではなく2009という結果が得られます。
変数が単一の識別子によってのみ参照される場合、その識別子は単に変数の名前と呼ばれます。そうでない場合は、その識別子を変数の名前の1つと呼ぶことができます。たとえば、前の例では、識別子「total_count」は問題の変数の名前であり、「r」は同じ変数の別の名前です。
変数のスコープは、プログラムのテキスト内でその変数が使用できる場所を示し、変数のエクステント（ライフタイムとも呼ばれる）は、プログラムの実行においてその変数が（意味のある）値を持つタイミングを示します。変数のスコープはエクステントに影響を与えます。変数のスコープは実際には変数名のプロパティであり、エクステントは変数の格納場所のプロパティです。これらは、プログラムのプロパティであり、プログラムのテキスト内または実行中のポイントによって変化するコンテキスト（環境とも呼ばれる）と混同しないでください（スコープの概要を参照）。さらに、オブジェクトのライフタイムは変数のライフタイムと一致する場合もありますが、多くの場合、連動していません。
スコープは、変数の名前解決において重要な要素です。ほとんどのプログラミング言語では、各変数（およびその他の名前付きエンティティ）に対して特定のスコープが定義されており、これはプログラム内で異なる場合があります。変数のスコープとは、変数名が意味を持ち、変数が「可視」であると言われるプログラムテキストの部分のことです。通常、そのスコープに入ると変数のライフサイクルが始まり（コンテキストに入るため）、そのスコープから出るとライフサイクルが終了します（コンテキストから出るため）。たとえば、「レキシカルスコープ」を持つ変数は、特定の関数/サブルーチン内、またはより細かくは式/ステートメントのブロック内（関数スコープまたはブロックスコープに応じて）でのみ意味を持ちます。これは静的解決であり、構文解析時またはコンパイル時に実行できます。一方、動的スコープを持つ変数は、特定の制御フローに依存するグローバルバインディングスタックに基づいて、実行時に解決されます。特定の関数内でのみアクセス可能な変数は、「ローカル変数」と呼ばれます。 「グローバル変数」、つまりスコープが不定の変数は、プログラム内のどこからでも参照できます。
一方、エクステントは変数の実行時（動的）側面です。変数と値のそれぞれの束縛は、実行時に独自のエクステントを持つことができます。束縛のエクステントとは、プログラムの実行時間のうち、変数が同じ値またはメモリ位置を参照し続ける期間のことです。実行中のプログラムは、クロージャの場合のように、特定のエクステントに何度も出入りすることがあります。
プログラミング言語にガベージコレクション機能がない限り、スコープを永続的に超える範囲を持つ変数はメモリリークを引き起こす可能性があります。メモリリークが発生すると、解放のために参照する変数にアクセスできなくなるため、その変数に割り当てられたメモリを解放できなくなります。ただし、Lisp のクロージャや Cの静的ローカル変数のように、変数のバインディングがスコープを超えて拡張することは許容される場合があります。実行が変数のスコープに戻ると、その変数は再び使用できるようになります。スコープが範囲よりも前に始まる変数は未初期化と言われ、明示的に特定の値が割り当てられていないため、アクセスすると未定義の任意の値を持つことがよくあります (ワイルドポインタを参照)。範囲がスコープよりも前に終わる変数は、ダングリングポインタになり、値が破棄されるため、再び未初期化とみなされます。前の 2 つのケースで説明される変数は、範囲外またはバインドされていないと言われます。多くの言語では、範囲外の変数の値を使用しようとするとエラーになります。他の言語では、そうすると予期せぬ結果が生じる可能性があります。ただし、そのような変数には新しい値を割り当てることができ、それによって新しい範囲が与えられます。
メモリ効率を高めるため、変数に必要なメモリ領域は、変数が最初に使用されるときのみ割り当てられ、不要になったときに解放されます。変数はスコープ内にある間だけ必要とされるため、スコープに入った時点で各変数の有効期間を開始することで、未使用の変数にメモリ領域を確保できます。このような無駄な領域を避けるため、コンパイラは変数が宣言されているにもかかわらず使用されていない場合に、プログラマに警告を発することがよくあります。
プログラムの異なる部分が互いの変数を変更することで意図せず相互作用しないように、変数のスコープを可能な限り狭くすることは、優れたプログラミング手法と考えられています。そうすることで、遠隔操作も防止できます。これを実現するための一般的な手法としては、プログラムの異なるセクションで異なる名前空間を使用するか、動的変数スコープまたはレキシカル変数スコープのいずれかを使用して個々の変数を「プライベート」にする方法があります。
多くのプログラミング言語では、無効な変数や初期化されていない変数を示すために、予約値（多くの場合、nullまたはnilという名前）が用いられます。
C、C++、Java、C#などの静的型付け言語では、変数にも型があり、特定の種類の値しか格納できません。たとえば、「整数」型の変数にはテキスト値を格納することはできません。[ 6 ]
Pythonのような動的型付け言語では、変数の型はその値から推論され、値に応じて変化する可能性があります。Common Lispでは、この2つの状況が同時に存在します。変数にはコンパイル時に型が割り当てられます（宣言されていない場合は、普遍的なスーパータイプであるとみなされます）。値にも型があり、実行時にチェックおよび照会できます。T
変数に型付けを行うことで、コンパイル時にポリモーフィズムを解決することも可能になります。ただし、これはオブジェクト指向関数呼び出し（C++では仮想関数と呼ばれる）で使用されるポリモーフィズムとは異なります。オブジェクト指向関数呼び出しでは、変数が持つことができるスーパークラスではなく、値の型に基づいて呼び出しが解決されます。
変数は、整数やリテラル文字列などの単純なデータを格納することが多いですが、プログラミング言語によっては、変数に他のデータ型の値を格納することもできます。また、そのような言語では、関数をパラメトリック多相にすることも可能です。これらの関数は、変数のように動作して、複数の型のデータを表現します。たとえば、という名前の関数は、lengthリストの長さを判定することができます。リストの要素数は要素の型に依存しないため、このような関数は、型シグネチャlengthに型変数を含めることで、パラメトリック多相にすることができます。
関数の仮引数（または仮パラメータ）は変数とも呼ばれます。たとえば、このPythonコードセグメントでは、
def add_two ( x : int ) -> int : return x + 2print ( add_two ( 5 )) # 出力: 7という名前の変数は、関数が呼び出されたときに値が渡されるため、パラメータxです。整数 5 は、その値を指定する引数です。ほとんどの言語では、関数パラメータはローカルスコープを持ちます。この特定のという名前の変数は、関数内でのみ参照できます(もちろん、他の関数もという名前の変数を持つことができます)。xxadd_twox
変数の割り当て方法や値の表現方法は、プログラミング言語間だけでなく、同じ言語の実装間でも大きく異なります。多くの言語実装では、ローカル変数用の領域が割り当てられます。ローカル変数の範囲は、コールスタック上の単一の関数呼び出しの間だけ有効で、関数が戻るとメモリは自動的に解放されます。より一般的には、名前バインディングでは、変数の名前がメモリ内の特定のバイトブロック（連続したシーケンス）のアドレスにバインドされ、変数に対する操作はそのブロックを操作します。参照は、コードがコンパイルされたときに値のサイズが大きい、または不明な変数でより一般的です。このような変数は、ヒープと呼ばれるメモリプールから割り当てられた値自体を格納する代わりに、値の場所を参照します。
束縛変数には値があります。しかし、値とは抽象概念であり、概念です。実装においては、値は何らかのデータオブジェクトによって表現され、コンピュータのメモリ内のどこかに格納されます。プログラム、あるいは実行環境は、各データオブジェクトのためにメモリを確保し、メモリは有限であるため、オブジェクトが変数の値を表す必要がなくなったときには、そのメモリを再利用のために解放する必要があります。
ヒープから割り当てられたオブジェクトは、特に不要になった場合には、必ず解放する必要があります。ガベージコレクション機能を持つ言語（ C#、Java、Python、Golang、Lispなど）では、既存の変数が参照できなくなったオブジェクトは、実行環境によって自動的に解放されます。ガベージコレクション機能を持たない言語（Cなど）では、プログラム（およびプログラマ）がメモリを明示的に割り当て、後で解放してメモリを解放する必要があります。これを怠るとメモリリークが発生し、プログラムの実行中にヒープが枯渇し、最終的に利用可能なメモリが枯渇してプログラムが失敗するリスクが生じます。
変数が動的に作成されたデータ構造を参照する場合、その構成要素の一部は変数を介して間接的にしかアクセスできないことがあります。このような状況では、ガベージコレクタ（またはガベージコレクタを持たない言語における同様のプログラム機能）は、変数からアクセス可能なメモリの一部のみを解放する必要があるケースに対処しなければなりません。
数学における変数や定数とは異なり、プログラミングにおける変数や定数は、通常、複数文字の名前を持ちます（例：` COST{totalijk
変数名の命名規則の中には、有効な識別子の形式を含む言語構文の一部として、言語レベルで強制されるものがあります。ほぼすべての言語において、変数名は数字（0～9）で始めることはできず、空白文字を含めることもできません。変数名に句読点を使用できるかどうかは言語によって異なり、多くの言語ではアンダースコア（"_"）のみが許可され、その他の句読点はすべて禁止されています。一部のプログラミング言語では、変数のデータ型やスコープを示すために、変数識別子に記号（シンボルまたは句読点）が付加されます。
変数名の大文字小文字の区別も言語によって異なり、特定のエンティティに名前を付ける際に特定のケースを使用する必要がある言語もあります。[注1 ]現代の言語のほとんどは大文字小文字を区別しますが、古い言語の中には区別しないものもあります。一部の言語では、変数名の特定の形式を内部使用のために予約しています。多くの言語では、2つのアンダースコア（"__"）で始まる名前が、このカテゴリに該当することがよくあります。
しかし、言語によって課される基本的な制約を除けば、変数の命名は主にスタイルの問題です。マシンコードレベルでは変数名は使用されないため、選択された正確な名前はコンピュータにとって重要ではありません。したがって、変数名は変数を識別するものであり、それ以外では、プログラマがプログラムをより簡単に記述および理解できるようにするためのツールにすぎません。不適切な変数名を使用すると、説明のない名前よりもコードのレビューが難しくなる可能性があるため、明確な名前が推奨されることがよくあります。[ 7 ] [ 8 ]
プログラマーは、変数名の命名規則を定めたり、厳密な命名規則を課したりするコードスタイルガイドラインを作成し、それに従うことがよくあります。短い名前は入力が速い反面、説明性が低くなります。一方、長い名前はプログラムの可読性を高め、変数の目的を理解しやすくする効果があります。しかし、変数名が過度に冗長になると、コードが理解しにくくなる場合もあります。
変数は、その存続期間に基づいて分類できます。変数の種類は、静的変数、スタック動的変数、明示的ヒープ動的変数、暗黙的ヒープ動的変数です。静的変数はグローバル変数とも呼ばれ、実行開始前にメモリセルにバインドされ、終了まで同じメモリセルに留まります。典型的な例は、C および C++ の静的変数です。スタック動的変数はローカル変数とも呼ばれ、宣言文の実行時にバインドされ、プロシージャが戻るときに解放されます。主な例は、C サブルーチンおよび Java メソッドのローカル変数です。明示的ヒープ動的変数は、プログラマによって指定された明示的な実行時命令によって割り当ておよび解放される、名前のない (抽象的な) メモリセルです。主な例は、C++ の動的オブジェクト (new および delete 経由) および Java のすべてのオブジェクトです。暗黙的ヒープ動的変数は、値が割り当てられたときにのみヒープストレージにバインドされます。割り当てと解放は、変数に値が再割り当てされるときに発生します。その結果、暗黙的ヒープ動的変数は最も高い柔軟性を持ちます。主な例としては、JavaScriptやPHPの一部の変数、そしてAPLのすべての変数が挙げられます。