嵌入式 C：全局变量管理器答案

【问题标题】：Embedded C: manager for global variables嵌入式 C：全局变量管理器
【发布时间】：2015-07-07 08:14:20
【问题描述】：

我想将全局变量封装在一个“数据管理器模块”中。只能通过避免所有丑陋的功能进行访问全局变量问题...所以内容对用户完全隐藏。有没有现成的概念？这样的实现怎么可能看起来像？ “data-manager-module”中的值应该如何存储？

【问题讨论】：

看起来你正在发明 C++。说真的，您可以在源文件中为此类变量使用static：然后其他编译单元将看不到它们。
@Bathsheba OO 是一种进行程序设计的方式，而好的程序设计与语言无关。一些语言仅仅提供方便的特性来简化面向对象的设计。
特别是对于 small 嵌入式系统中的嵌入式 C，这是一个坏主意。仅通过函数访问全局状态通常比访问全局变量要慢。但是，您可以有几个全局变量，通过定义一些struct 来打包全局状态，并有一个该类型的全局变量。
@BasileStarynkevitch 性能甚至不应该是一个参数，或者编译器在内联方面做得很差。可悲的是，许多嵌入式编译器的质量有问题，所以你最终可能会根据编译器的糟糕程度调整程序设计。
在这种情况下，您只能通过链接时间优化获得内联（或者通过一些全局函数并提供 static inline 函数来访问它）

【解决方案1】：

“数据管理器模块”没有任何意义。实施一个只会扫除地毯下根本糟糕的程序设计，将其隐藏而不是实际清理它。全局变量的主要问题不是用户滥用，而是它们在项目中的模块之间创建了紧密耦合，使其难以阅读和维护，并且还增加了错误“升级”到错误所在模块之外的机会。

程序中的每个数据都属于某个模块，其中“模块”由一个 h 文件和一个相应的 c 文件组成。称它为模块或类或 ADT 或任何你喜欢的东西。常识和 OO 设计都要求变量需要在它们实际所属的模块中声明，句号。

您可以通过在文件范围static 中声明变量来实现这一点，然后实现 setter/getter 函数。这是“穷人的私人封装”，不是线程安全的，但对于嵌入式系统，它在大多数情况下都可以正常工作。这是声明此类变量的嵌入式行业事实标准。

或者更高级的替代方法是，您可以通过在 h 文件中将结构声明为不完整类型并在 C 文件中定义它来进行真正的私有封装。这有时被称为“不透明类型”，并基于对象提供真正的封装，这意味着您可以声明该类的多个实例。 Opaque 类型也可用于实现继承（尽管方式相当繁琐）。

【讨论】：

感谢您的详细回复！你的解释很有道理！

【解决方案2】：

在包含在管理器的 .c 文件中但不包含在其 .h 中的头文件中声明并定义所有变量这样，它们将仅对经理的职能可见。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用 getter 和 setter 将所有变量保存在一个结构中的单个源中

static struct all_globals{
  long long myll;
  /* ... */
} all_globals; /* Not _really_ global*/

long long getmyll(void){
  return all_globals.myll;
}

long long setmyll(long long value){
  return all_globals.myll = value;
}

同样，您可以使用不导出到用户 API 的内部头文件，然后从生成的二进制/库中删除符号

/* globals.c */
struct all_globals{
  long long myll;
  /* ... */
} all_globals; /* Not _really_ global*/

/* globals.h */
#define getmyll() all_globals.myll
#define setmyll(value) all_globals.myll = (value)

只要付出足够的努力，最终用户在技术上仍然可以看到，但允许您区分全局变量并将它们放在一起。

【讨论】：