如何定義全局變量
如何定義全局變量
在程序設(shè)計(jì)中，全局變量是在所有作用域都可訪問的變量，與之對(duì)應(yīng)的是局部變量。以下是學(xué)習(xí)啦小編分享給大家的關(guān)于定義全局變量，希望能給大家?guī)韼椭?
定義全局變量:
在討論全局變量之前我們先要明白幾個(gè)基本的概念：
1. 編譯單元(模塊)：
在IDE開發(fā)工具大行其道的今天，對(duì)于編譯的一些概念很多人已經(jīng)不再清楚了，很多程序員最怕的就是處理連接錯(cuò)誤(LINK ERROR), 因?yàn)樗幌窬幾g錯(cuò)誤那樣可以給出你程序錯(cuò)誤的具體位置，你常常對(duì)這種錯(cuò)誤感到懊惱，但是如果你經(jīng)常使用gcc，makefile等工具在linux或者嵌入式下做開發(fā)工作的話，那么你可能非常的理解編譯與連接的區(qū)別!當(dāng)在VC這樣的開發(fā)工具上編寫完代碼，點(diǎn)擊編譯按鈕準(zhǔn)備生成exe文件時(shí)，VC其實(shí)做了兩步工作，第一步，將每個(gè).cpp(.c)和相應(yīng).h文件編譯成obj文件;第二步，將工程中所有的obj文件進(jìn)行LINK生成最終的.exe文件，那么錯(cuò)誤就有可能在兩個(gè)地方產(chǎn)生，一個(gè)是編譯時(shí)的錯(cuò)誤，這個(gè)主要是語法錯(cuò)誤，另一個(gè)是連接錯(cuò)誤，主要是重復(fù)定義變量等。我們所說的編譯單元就是指在編譯階段生成的每個(gè)obj文件，一個(gè)obj文件就是一個(gè)編譯單元，也就是說一個(gè)cpp(.c)和它相應(yīng)的.h文件共同組成了一個(gè)編譯單元，一個(gè)工程由很多個(gè)編譯單元組成，每個(gè)obj文件里包含了變量存儲(chǔ)的相對(duì)地址等 。
2. 聲明與定義的區(qū)別
函數(shù)或變量在聲明時(shí)，并沒有給它實(shí)際的物理內(nèi)存空間，它有時(shí)候可以保證你的程序編譯通過， 但是當(dāng)函數(shù)或變量定義的時(shí)候，它就在內(nèi)存中有了實(shí)際的物理空間，如果你在編譯模塊中引用的外部變量沒有在整個(gè)工程中任何一個(gè)地方定義的話， 那么即使它在編譯時(shí)可以通過，在連接時(shí)也會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)槌绦蛟趦?nèi)存中找不到這個(gè)變量!你也可以這樣理解， 對(duì)同一個(gè)變量或函數(shù)的聲明可以有多次，而定義只能有一次!
3. extern的作用
extern有兩個(gè)作用，第一個(gè),當(dāng)它與"C"一起連用時(shí)，如: extern "C" void fun(int a, int b); 則告訴編譯器在編譯fun這個(gè)函數(shù)名時(shí)按著C的規(guī)則去翻譯相應(yīng)的函數(shù)名而不是C++的， C++的規(guī)則在翻譯這個(gè)函數(shù)名時(shí)會(huì)把fun這個(gè)名字變得面目全非，可能是
fun@aBc_int_int#%$也可能是別的，這要看編譯器的"脾氣"了(不同的編譯器采用的方法不一樣)，為什么這么做呢，因?yàn)镃++支持函數(shù)的重載啊，在這里不去過多的論述這個(gè)問題，如果你有興趣可以去網(wǎng)上搜索，相信你可以得到滿意的解釋!
當(dāng)extern不與"C"在一起修飾變量或函數(shù)時(shí)，如在頭文件中: extern int g_Int; 它的作用就是聲明函數(shù)或全局變量的作用范圍的關(guān)鍵字，其聲明的函數(shù)和變量可以在本模塊活其他模塊中使用，記住它是一個(gè)聲明不是定義!也就是說B模塊(編譯單元)要是引用模塊(編譯單元)A中定義的全局變量或函數(shù)時(shí)，它只要包含A模塊的頭文件即可, 在編譯階段，模塊B雖然找不到該函數(shù)或變量，但它不會(huì)報(bào)錯(cuò)，它會(huì)在連接時(shí)從模塊A生成的目標(biāo)代碼中找到此函數(shù)。
如果你對(duì)以上幾個(gè)概念已經(jīng)非常明白的話，那么讓我們一起來看以下幾種全局變量/常量的使用區(qū)別:
1. 用extern修飾的全局變量
以上已經(jīng)說了extern的作用，下面我們來舉個(gè)例子,如:
在test1.h中有下列聲明:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
extern char g_str[]; // 聲明全局變量g_str
void fun1();
#endif
在test1.cpp中
#include "test1.h"
char g_str[] = "123456"; // 定義全局變量g_str
void fun1()
{cout << g_str << endl;}
以上是test1模塊， 它的編譯和連接都可以通過,如果我們還有test2模塊也想使用g_str,只需要在原文件中引用就可以了
#include "test1.h"
void fun2()
{cout << g_str << endl;}
以上test1和test2可以同時(shí)編譯連接通過，如果你感興趣的話可以用ultraEdit打開test1.obj,以你可在里面著"123456"這個(gè)字符串,但是你卻不能在test2.obj里面找到，這是因?yàn)間_str是整個(gè)工程的全局變量，在內(nèi)存中只存在一份, test2.obj這個(gè)編譯單元不需要再有一份了，不然會(huì)在連接時(shí)報(bào)告重復(fù)定義這個(gè)錯(cuò)誤!
有些人喜歡把全局變量的聲明和定義放在一起，這樣可以防止忘記了定義，如把上面test1.h改為
extern char g_str[] = "123456"; // 這個(gè)時(shí)候相當(dāng)于沒有extern
然后把test1.cpp中的g_str的定義去掉,這個(gè)時(shí)候再編譯連接test1和test2兩個(gè)模塊時(shí)，會(huì)報(bào)連接錯(cuò)誤，這是因?yàn)槟惆讶肿兞縢_str的定義放在了頭文件之后，test1.cpp這個(gè)模塊包含了test1.h所以定義了一次g_str,而 test2.cpp也包含了test1.h所以再一次定義了g_str, 這個(gè)時(shí)候連接器在連接test1和test2時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)g_str。如果你非要把
g_str的定義放在test1.h中的話，那么就把test2的代碼中#include "test1.h"去掉 換成:
extern char g_str[];
void fun2()
{cout << g_str << endl;}
這個(gè)時(shí)候編譯器就知道g_str是引自于外部的一個(gè)編譯模塊了，不會(huì)在本模塊中再重復(fù)定義一個(gè)出來，但是我想說這樣做非常糟糕，因?yàn)槟阌捎跓o法在test2.cpp中使用#include "test1.h", 那么test1.h中聲明的其他函數(shù)你也無法使用了，除非也用都用extern修飾，這樣的話你光聲明的函數(shù)就要一大串，而且頭文件的作用就是要給外部提供接口使用的，所以 請(qǐng)記住， 只在頭文件中做聲明，真理總是這么簡(jiǎn)單。
2. 用static修飾的全局變量
首先，我要告訴你static與extern是一對(duì)“水火不容”的家伙，也就是說extern和static不能同時(shí)修飾一個(gè)變量;其次，static修飾的全局變量聲明與定義同時(shí)進(jìn)行，也就是說當(dāng)你在頭文件中使用static聲明了全局變量后，它也同時(shí)被定義了;最后，static修飾全局變量的作用域只能是本身的編譯單元，也就是說它的“全局”只對(duì)本編譯單元有效，其他編譯單元?jiǎng)t看不到它,如:
test1.h:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
static char g_str[] = "123456";
void fun1();
#endif
test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1()
{cout << g_str << endl;}
test2.cpp
#include "test1.h"
; void fun2()
{cout << g_str << endl;}
以上兩個(gè)編譯單元可以連接成功, 當(dāng)你打開test1.obj時(shí)，你可以在它里面找到字符串"123456", 同時(shí)你也可以在test2.obj中找到它們，它們之所以可以連接成功而沒有報(bào)重復(fù)定義的錯(cuò)誤是因?yàn)殡m然它們有相同的內(nèi)容，但是存儲(chǔ)的物理地址并不一樣，就像是兩個(gè)不同變量賦了相同的值一樣，而這兩個(gè)變量分別作用于它們各自的編譯單元。
也許你比較較真，自己偷偷的跟蹤調(diào)試上面的代碼,結(jié)果你發(fā)現(xiàn)兩個(gè)編譯單元(test1, test2)的g_str的內(nèi)存地址相同，于是你下結(jié)論static修飾的變量也可以作用于其他模塊，但是我要告訴你，那是你的編譯器在欺騙你，大多數(shù)編譯器都對(duì)代碼都有優(yōu)化功能，以達(dá)到生成的目標(biāo)程序更節(jié)省內(nèi)存，執(zhí)行效率更高，當(dāng)編譯器在連接各個(gè)編譯單元的時(shí)候，它會(huì)把相同內(nèi)容的內(nèi)存只拷貝一份，比如上面的"123456", 位于兩個(gè)編譯單元中的變量都是同樣的內(nèi)容，那么在連接的時(shí)候它在內(nèi)存中就只會(huì)存在一份了， 如果你把上面的代碼改成下面的樣子，你馬上就可以拆穿編譯器的謊言:
test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1()
{g_str[0] = ''a'';
cout << g_str << endl;}
test2.cpp
#include "test1.h"
void fun2()
{cout << g_str << endl;}
void main()
{fun1(); // a23456
fun2(); // 123456}
這個(gè)時(shí)候你在跟蹤代碼時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)編譯單元中的g_str地址并不相同，因?yàn)槟阍谝惶幮薷牧怂?，所以編譯器被強(qiáng)行的恢復(fù)內(nèi)存的原貌，在內(nèi)存中存在了兩份拷貝給兩個(gè)模塊中的變量使用。
正是因?yàn)閟tatic有以上的特性，所以一般定義static全局變量時(shí)，都把它放在原文件中而不是頭文件，這樣就不會(huì)給其他模塊造成不必要的信息污染，同樣記住這個(gè)原則吧!
3 const修飾的全局常量
const修飾的全局常量用途很廣，比如軟件中的錯(cuò)誤信息字符串都是用全局常量來定義的。const修飾的全局常量據(jù)有跟static相同的特性，即它們只能作用于本編譯模塊中，但是const可以與extern連用來聲明該常量可以作用于其他編譯模塊中, 如
extern const char g_str[];
然后在原文件中別忘了定義:
const char g_str[] = "123456";
所以當(dāng)const單獨(dú)使用時(shí)它就與static相同，而當(dāng)與extern一起合作的時(shí)候，它的特性就跟extern的一樣了!所以對(duì)const我沒有什么可以過多的描述，我只是想提醒你，const char* g_str = "123456" 與 const char g_str[] = "123465"是不同的， 前面那個(gè)const 修飾的是char * 而不是g_str,它的g_str并不是常量，它被看做是一個(gè)定義了的全局變量(可以被其他編譯單元使用)， 所以如果你像讓char *g_str遵守const的全局常量的規(guī)則，最好這么定義const char* const g_str="123456".
C語言全局變量定義方法:
今天調(diào)試系統(tǒng)的時(shí)候，需要定義幾個(gè)全局位變量，定義好后一編譯，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤一大堆，錯(cuò)誤基本都是位變量定義時(shí)產(chǎn)生的。以前也定義過全局變量啊，但是先前怎么沒錯(cuò)誤?瞎折騰了一會(huì)最后還是發(fā)現(xiàn)問題出在細(xì)節(jié)上面了。以前只是僥幸沒遇到而已。今天做個(gè)總結(jié)，以后再忘記了就回來直接查一下。
我們都知道定義在函數(shù)外部的變量就叫做全局變量，但是通常只有一個(gè)C文件和一個(gè)H文件的時(shí)候那樣定義是不會(huì)出問題的。一個(gè)大的系統(tǒng)會(huì)包含好多個(gè).C文件和.H文件，每個(gè).C文件都有可能會(huì)訪問全局變量，所以全局變量在定義的時(shí)候就要稍微做下改變了。通常的做法是建立一個(gè)包含系統(tǒng)所有全局變量的.H文件，系統(tǒng)用到的所有全局變量都定義在該文件內(nèi)，文件名可以用Global修飾一下。在該文件中定義某個(gè)全局變量的時(shí)候需要用extern聲明該變量為外部變量。比如要定義SysEventCounter標(biāo)志為unsigned char型的全局變量可以這樣定義：
extern unsigned char SysEventCounter; <----這里是關(guān)鍵，不能對(duì)該變量賦值，只能聲明，賦值就會(huì)報(bào)錯(cuò)。
上述聲明是寫在.H文件中的。其他.C文件若要用到該變量，直接包含該.H文件就可以了
如果想要賦初值，可以在用到它的.C文件中這樣寫：
unsigned char SysEventCounter = 0;
不用賦初值時(shí)，直接
unsigned char SysEventCounter;
就可以了。注意：只需要在一個(gè).C文件中寫即可，其他.C文件直接可以用。如果在其他.C文件中也這樣寫會(huì)產(chǎn)生重復(fù)定義的錯(cuò)誤。
全局變量對(duì)變量的類型不限制，任何類型都可以，只要按照上述方法定義就不會(huì)有錯(cuò)誤。
看過"如何定義全局變量"的人還關(guān)注了：