包含具有大量全局变量的 C 头文件答案

【问题标题】：Including C header file with lots of global variables包含具有大量全局变量的 C 头文件
【发布时间】：2010-05-19 19:18:19
【问题描述】：

我有一个包含 100 多个全局变量的包含文件。它正在库中使用，但我将库链接到的某些程序也需要访问全局变量。

它的建造方式：

// In one library .c file
#define Extern

// In the programs that use the globals
#define Extern extern

// In the .h file
Extern int a,b,c;

我很难理解为什么最初的程序员会这样做，所以我删除了定义外部的东西。现在我想我在stackoverflow的帮助下理解了关于TU的事情： 1, 2, 3.

现在我明白我应该在库中的一个 .c 文件中定义全局变量，并在 .h 文件中使用 extern。问题是我不想重复代码。

我应该回到那个#define Extern voodoo 吗？

【问题讨论】：

很抱歉最近出现，但接受的答案是错误的方法。 Frederik Slijkerman 的答案是正确的。只有 .h 文件中的声明和 .c 文件中的定义。 extern var 是一个声明，没有extern 它是一个定义。将变量的定义放在模块（即 .c 文件）中，它是逻辑（语义）的一部分。相反，从不在 .c 文件中使用 extern var。

标签： c gcc

【解决方案1】：

这里的诀窍是 .h 文件以两种不同的方式使用 - 它被用作普通的 .h 文件，其中所有全局变量都被声明为 extern 并且它也被用于定义 em> 全局变量本身（没有extern）。这是一个丑陋的 hack，但如果你有大量的全局变量，你可以理解为什么有人觉得有必要（这肯定是软件设计非常糟糕的迹象！）。

无论如何，有一个更优雅的解决方案 - 您可以将所有全局变量放在一个全局结构中，例如

//
// globals.h
//

typedef struct {
    int a;
    int b;
    // ...
    int z;
} Globals;

extern Globals globals; // declaration

-

//
// globals.c
//

#include "globals.h"

Globals globals; // definition

-

然后，当您需要引用全局时，例如globals.a 而不仅仅是 a，这可能看起来很不方便，但这可以说比在代码中散布裸露的全局变量更清晰、更易于管理。

【讨论】：

你是对的，将这些全局变量放在某些结构中是一个 TODO。甚至可以给它们起一些有意义的名字。

【解决方案2】：

必须在每个 .c 文件中定义 Extern 是一种不好的模式。删除它可能是最好的，但您需要以某种方式替换此功能。一种方法是您可以在需要定义这些全局变量的 .c 文件中使用 #define。此定义将向 .h 发出信号，不要将全局变量外部化。

例如：一个库.c文件：

#define FOO_LIBRARY_C
#include "foo_library.h"

其他 .c 文件：

#include "foo_library.h"

foo_library.h：

#ifdef FOO_LIBRARY_C
int a,b,c
#else
extern int a,b,c
#endif

或

#ifdef FOO_LIBRARY_C
#define GLOBAL_PREFIX
#else 
#define GLOBAL_PREFIX extern
#endif

GLOBAL_PREFIX int a,b,c

这减少了在每个源文件（一个除外）中定义相同内容的需要，并有助于减少错误。我也不会称它为 Extern，因为这只会引起混淆，因为它可能是也可能不是“extern”

【讨论】：

我不同意这是一个糟糕的模式：我知道这违背了在 .h 文件中包含 externs 的感知智慧，但对于这种情况，除了不得不写一些额外的外部定义。如果您发现需要编写大量它们，那么您的代码就会变得一团糟（全局变量太多），无论如何您都应该始终考虑使用它们的方式和位置，因为它们可能会导致非常微妙的错误。通过使用 .h 文件，您可以无差别地使用全局变量。
Makis，你在这里混淆了两件事； - 使用全局变量的设计选择 - 必须使用全局变量时的最佳实践。很明显，使用全局变量通常不是一个好主意，但是当您必须使用全局变量时，请使用其实现的最佳用法，即标题中的extern var 声明和右侧.c 文件中的var 定义。任何其他使用模式都是错误的。

【解决方案3】：

也许我也遗漏了一些东西，但我总是对我创建的所有头文件使用包含保护：

foo.h:

#ifndef FOO_H
#define FOO_H

extern int foo;

#endif

foo.c:

#include "foo.h"

int foo = 0;

bar.c:

#include "foo.h"
#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
    printf("foo:%d\n",foo);
    return 0;
}

【讨论】：

我认为这种简单的策略不适用于包含相同头文件的库和程序。
比起 Aaron 的方法，我更喜欢这里也列出的方法。将定义放在一个文件中，将声明放在另一个文件中对我来说更有意义，而且似乎是一种更常见的模式。
各位，这行不通。想象一下，如果我编译该库，并在以后编译一个包含该 .h 文件的程序。两者都将具有没有外部的全局变量。这就是我所描述的情况。
@Costi，foo.c 是库的一部分，因此全局变量在库中。您的程序都将包含 foo.h - 全局变量在外部定义。包含保护将允许每个单独构建的程序包含一次 foo.h。你能解释一下这是怎么坏的吗，因为我看不到它。
+1。您不应该使用包含头文件来包含“代码”（相对于定义）。我知道这条线在这里很模糊，但是关闭 extern 关键字以有效地使标题功能作为定义的想法有效，但这只是管理“太多”全局变量的副产品（我知道这是主观的，但我'正在解释为什么这种模式在野外并不常见。）

【解决方案4】：

宏的东西对此很愚蠢。随便放

extern int myGlobal;

在您的头文件和一个 .c 文件（通常与 .h 文件同名）中，放入

int myGlobal;

无需为这种“重复”级别感到压力。

【讨论】：

这应该是公认的答案。这是唯一理智的方法。其他答案中提供的任何其他预处理器杂技都是错误的，在代码中添加了不必要的噪音。

【解决方案5】：

我可能遗漏了一些东西，但我认为 #define 和仅使用 extern 关键字之间没有区别。

基本上，您必须在 .h 文件中声明变量并在 .c 文件中定义它们。不要认为它是代码重复——我认为改变观点是你可以在这里做的最好的事情:)。您可以编写更多代码行，但它们将是可读的：D。

【讨论】：

我愿意将 EXTERN 放置在声明和头文件中，以便更容易使用值 jsut 的剪切和粘贴，并有一个视觉问题，即 var 是全局范围可见。话虽如此，我对这无处不在的美妙滥用感到不寒而栗。哦，意大利面条 var 跟踪的日子......
好吧，我是为 dll_export 等做的，但那是因为 M$VC 和 gcc 做 DLL 的方式不同。至于外部人员，我非常喜欢只为他们提供一个 .h 和一个 .c 文件。就像我说的，那是更多的代码，但我喜欢可读性。也许这只是个人喜好，我不知道。再说一次，如果我要编写不可读的代码，我会学习用 Brainf*ck 或类似的东西编程:)
这正是我以某种方式指定全局变量名的原因，尽管我非常讨厌匈牙利符号。根据程序的风格，我使用“g”或“g_”前缀。它对检查的帮助超出了您的想象。
+1 我认为我会走得更远。永远不要在标题中定义全局变量，永远不要，没有例外，它只会带来痛苦和悲伤。包含文件应该是幂等的。

【解决方案6】：

在大型程序中，单行声明和定义全局变量非常重要。因此，上述宏观方法是解决问题的正确方法。

// globals.h 
#ifndef GLOBALS_H 
#define GLOBALS_H  
#ifndef EXTERN 
#define EXTERN extern 
#endif
EXTERN int i; 
#endif  

// globals.c 
#define EXTERN 
#include "globals.h"

【讨论】：

【解决方案7】：

根据经验 - 不要使用全局变量。有时您需要在文件中使用静态变量，但最好尽量避免使用它们：

您无法正确地对包含全局变量的代码进行单元测试
模块之间没有明确的分离可能会导致错误隔离问题
通常不是线程安全的。你必须用互斥锁等包装它们。如果你想使用线程（随着我们获得越来越多的内核，这往往是更好的主意）你可能会遇到可写共享状态的麻烦。

有时在 C 中你无法避免它们（尤其是在由某人继承的代码中），但最好将它们排除在外。

至于声明 - 在这种情况下可能会有所帮助：

// globals.h

#ifndef GLOBALS_H
#define GLOBALS_H

#ifndef EXTERN
#define EXTERN extern
#endif

EXTERN int i;
#endif

// globals.c
#define EXTERN
#include "globals.h"

【讨论】：

【解决方案8】：

虽然起初这可能很烦人，但它确实可以帮助您避免输入两次或完全忘记在 .c 文件中包含某些内容。我看过：

#define FOO_C_

#include "foo.h"
#include "bar.h"

int foo_doit(int a, int b, int c) {
...
}

foo.h 是：

#ifndef FOO_H_
#define FOO_H_

#ifdef FOO_C_
#define GLOBAL
#define DECLARE( type, name, value) type name = value
#else
#define GLOBAL extern
#define DECLARE( type, name, value) extern type name;
#endif

GLOBAL int foo_doit(int a, int b, int c);
GLOBAL int foo_it; // uninitialized global variable
DECLARE(char, that[], "that");

// and sometimes using:
#ifdef FOO_C_
char word[] = letters;
#else
extern char word[];
#endif


#endif // FOO_H_

【讨论】：

在函数声明中使用 GLOBAL 是不必要的。第二个#define DECLARE 后面的分号是错误的。