在 C++ 中全局初始化类的正确方法

Question

我知道全局是不好的，但作为一种实践，这是初始化在多个目标文件之间使用的全局类的正确方法吗？

标题 1.h

class test {
 int id;
 public:
 test(int in){
   id = in;
 }
 int getId(){
  return id;
 }
};

extern test t;

文件 1.cc：

#include <iostream>
#include "1.h"

int main(){
 std::cout << t.getId() << std::endl;
 return 0;
}

文件 2.cc：

#include "1.h"

test t(5);

现在，如果我在标题中全局使用static 方法而不是extern，该怎么办？

如果我错了，请纠正我，但编译得很好，但是我会在目标文件和最终二进制文件中拥有相同 t 的 2 个不同的不相关副本？那不好吗？还是链接器会对其进行排序以消除多个副本？

Answer 1

有全局实例，而不是全局类。

您拥有的是一个全局实例。是的，这听起来是对的，直到你得到多个相互依赖的全局实例。然后真正的乐趣就开始了。

Answer 2

在全局级别将变量定义为“静态”意味着该变量将仅在编译单元（即“.o”文件）中定义，编译器不会导出符号。

换句话说：是的，会有多个变量同名但只对同一编译单元上的函数可见。

此外，“不可见”并不意味着“无法访问”。您仍然可以提供对变量的访问。例如：

1.h

struct Test { int value; };         // Class definition
Test& get_t();                      // Function declaration

1.cc

#include "1.h"
static Test t;                      // Variable declared as 'static'
Test& get_t() { return t; };

2.cc

#include "1.h"
#include <iostream>
int main()
{
  std::cout << get_t().value << std::endl;  // Static variable accessed
}

Answer 3

我全局使用静态方法static test t;?

但是你的 test class 需要一个 int in 参数作为构造函数，所以你想要：

static test t(0); // or whatever int you want

Answer 4

如果您将标头中的extern 转换为static，您将在导入标头的每个编译单元中定义一个static 变量。所以不同cpp文件中的类将不再通过t“通信”，因为每个都有他们的。这很容易出错。

此外，在header 中添加static 的定义为an extremely bad practice。当某人包含一个标头时，人们不会期望它会创建变量。

将t 声明为extern 是一种可接受的做法。但请注意，如果标头具有通用用途，则可能会降低其在其他项目中的可重用性。

您感兴趣的更多信息：

• 必读：C++ Core Guidelines about source files
• 必读：Guidelines for writing headers
• StackOverflow: When are global variables recommended
• Why global variables should be avoided if possible and when are they ok

Answer 5

如果您将变量声明放在任何函数之外，则您将变量声明为“全局”。例如：

1.cc

int this_is_global;

从这里开始，您可以在“1.cc”的任何函数中使用该变量。

对于在任何其他文件中使用相同的变量，编译器需要知道它：

2.cc

extern int this_is_global;

这里，关键字extern 告诉编译器该变量在其他地方声明，将查找它的任务交给链接器。

如果你没有在此处添加extern关键字，编译器会将其视为一个新变量，链接器将有两个同名变量并会发出错误。您项目的所有源文件除了第一个都需要extern 关键字以避免重复符号。

所以常见的做法是在包含文件中添加“extern”声明：

1.cc

int this_is_global;

1.h

extern int this_is_global;

2.cc

#include "1.h"

另一方面，static 关键字告诉编译器不要导出符号。换句话说：变量将只存在于它声明的源文件中。您可以为每个源文件声明一次，并且会有不同的变量具有相同的名称。例如：

1.h

static int my_var;

1.cc

#include "1.h"

2.cc

#include "1.h"

这样，您将拥有两个变量“my_var”，对其中任何一个的更改都不会影响另一个。