如何声明和定义全局变量以便从所有头文件/源文件中正确访问它们答案

【问题标题】：how to declare and define global variables in order to access them from all headers/source files properly如何声明和定义全局变量以便从所有头文件/源文件中正确访问它们
【发布时间】：2021-08-09 23:42:36
【问题描述】：

嗯，我正在学习 C++，但从未真正学会如何做非面向对象的事情。我正在尝试获得更多 C 风格的编码经验。

GobalInformation.h

#pragma once

#ifndef GLOBALINFORMATION_H
#define GLOBALINFORMATION_H

#include "MapInformation.h"

namespace gi {
    MapInformation mapInf;
};

#endif

我希望能够从我项目中的每个标头和 cpp 访问 gi::mapInf。现在我在每个头文件中都包含 globalinformation.h，所以我遇到了多个定义的链接器错误。

我该如何解决这个问题？

【问题讨论】：

你现在可能认为你想要这个全局变量，但我保证你会后悔的。
@BjörnPollex 请详细说明
OT：为什么要使用#pragma once 和标头保护（顺便说一句，没有唯一标识符 => 危险）？
@Andre 嗯，我在 wikipedia 上读过它可能会很好：en.wikipedia.org/wiki/Pragma_once
@xcrypt：使用标头保护时，您应该附加一个唯一部分以避免名称冲突。您可以像这样添加 GUID：#ifndef GLOBALINFORMATION_H_8FF7B23E1B4D11E18852C5D64824019B、#define GLOBALINFORMATION_H_8FF7B23E1B4D11E18852C5D64824019B。如果您不需要可移植性，我建议您仅在编译器支持的情况下使用#pragma once。

标签： c++ c global-variables

【解决方案1】：

只在头文件中做

namespace gi {
    extern MapInformation mapInf;
};

在 CPP 文件中提供实际定义。

namespace gi {
    MapInformation mapInf;
};

它将按您的意愿工作。

如果您跨动态链接库边界使用 MapInformation，您可能必须链接到包含定义 cpp 文件的库。同样在 Window 上，您可能必须使用 dllimport/dllexport

【讨论】：

请注意，定义必须在恰好一个翻译单元中。
在 globalinformation.cpp 我应该做“MapInformation mapInf;”？
@xcrypt .. 我已经更新了我的答案以反映在 CPP 文件中要做什么
这是什么意思：“如果您跨动态链接库边界使用 MapInformation，您可能必须链接到包含定义 cpp 文件的库。”你能解释更多吗？

【解决方案2】：

请注意，在多个编译单元中使用全局变量很容易导致初始化顺序问题。您可能希望考虑用返回引用的函数替换每个全局变量。在您的情况下，将其放在一个 cpp 文件中并在标题中声明：

namespace gi {
    MapInformation& getMapInf()
    {
        static MapInformation result;
        return result;
    }
}

【讨论】：

您能否在您的回答中解释这个初始化顺序问题的原因是什么？
@xcrypt：全局对象的初始化顺序是未指定的（跨 TU），所以如果你有一个需要另一个全局对象的全局对象，你不能确定它们会被初始化以正确的顺序。拥有一个本地静态对象（本质上也是全局的，只是可见性受限）可以避免这种情况，因为您可以保证在 getMapInf() 返回时对象已经构建完毕。
我想这个函数应该被内联或声明为extern？好吧，无论如何我不得不这样做
好建议，但我还有一个问题：如何在您的情况下设置“全局”变量？如何编写 set-Method？
@xMutzelx，您可以使用 getMapInf() 返回的引用来设置或获取全局的值。例如。 gi::地图信息 otherMapInf(); getMapInf() = otherMapInf();

【解决方案3】：

全局变量是 C，但命名空间是 C++。关于使用全局变量以及如何用单例模式替换它们有一个很好的讨论：Globals and Singletons

这是一个简单的示例：CPP/Classes/Singleton

【讨论】：

【解决方案4】：

也许更好的解决方案是创建一个包含所有全局数据的全局对象。然后将智能指针传递给实际需要访问此共享全局数据的类。示例：

class GlobalData
{
public:
    int ticks_;
};   


//Other file
class ThatNeedsGlobalData
{
public:
ThatNeedsGlobalData(std::shared_ptr<GlobalData> globalData);
};

这将为您省去一些麻烦。

祝你好运！

【讨论】：

这也是一个可能的解决方案，所以我会投赞成票。但我希望它作为全局的原因之一是防止每个类都引用信息（节省内存）。最后可能没什么关系，但是嘿，我认为这很酷：p
那么你想在每个需要访问全局数据的类中保存一个指针/智能指针的大小吗？好的。只需尝试一下，看看您是否认为值得。您以后可以随时尝试其他解决方案。

【解决方案5】：

以下是您在尝试以以往的方式使用全局变量时需要注意的一些事项。

确保 GobalInformation.h 包含的头文件包含的所有头文件也包含在 #ifndefs 内。（我看不到 mapinformation.h 所以我假设你已经完成了）
就像 CPP 一样，C 编译器也不保证变量在不同翻译单元（不同的 C/CPP 文件）中的初始化顺序。因此将头文件声明为
```
//GlobalInformation.h

namespace gi {
    extern MapInformation mapInf;
};
```
在您知道将被调用的函数中，首先初始化变量。这种方式也可以在 C 中实现延迟初始化。

【讨论】：

我不确定您所说的 [2] 是什么意思，请详细说明？似乎很重要