使用全局变量最优雅的方式是什么？

Question

几年前，我了解到全局变量不好，应该避免使用。但我知道它们有时是不可避免的，至少在嵌入式系统中是这样。您认为与他们合作最优雅的方式是什么？

在我的项目中，我有一个名为 globals.h 的文件，我在其中定义了所有全局变量：

#ifndef GLOBALS_H
#define GLOBALS_H
extern int16_t    gVariable1;
extern int16_t    gVariable2;
….
#endif

在我的主项目文件中，我声明了所有全局变量：

/*
***********************************************************************
*                            global variables                         *
***********************************************************************
*/
    int16_t     gVariable1 = 0;
    int16_t     gVariable2 = 0;


int16_t main (void)
{
    gVariable1 = 6;

    //  do other stuff
}

并且知道我在需要访问全局变量的项目的每个其他文件中都包含globals.h。

这很好，但是有没有更优雅的方法来处理它？

Answer 1

我不确定全局变量在所有情况下都是不好的，但您确实需要努力使它们很少（否则，您的代码将无法阅读）。比如<stdio.h>有stdout，换成FILE*get_standard_output(void);的getter函数也不会更好。

根据经验，避免在整个程序中使用超过 4 或 5 个全局变量（回想一下 magical number seven 作为我们认知限制的提示）。

但是，您可以将几个 相关 全局变量打包（巧妙且具有良好品味，以保持代码可读性）到单个 struct 类型的全局变量中。以您的示例为例，这可能意味着您的globals.h：

struct globalstate_st { int16_t v1, v2; };

然后

extern struct globalstate_st gs;

你会使用gs.v1而不是gVariable1；如果使用优化编译，使用gs.v1的性能相当于使用gVariable1。

顺便说一句，如果您有一个多线程程序，您通常应该使用一些mutex（或其他某种同步或原子性）来保护全局数据。考虑阅读this pthread tutorial。

Answer 2

全局变量并不危险。它有帮助。但最佳实践是始终限制变量的范围。

用静态和暴露函数设置全局变量以获取和设置值。

例如：在 global.c 中

static int gMyGlobalVariable;

int getMyGlobalVariableValue()
{
   return gMyGlobalVariable;
}

void setMyGlobalVariableValue(int set)
{
   gMyGlobalVariable = set;
}

例如：在 global.h 中

void setMyGlobalVariableValue(int set);
int getMyGlobalVariableValue();

这将更好地控制多线程情况。