如何定義全局變量
如何定義全局變量
在程序設(shè)計中，全局變量是在所有作用域都可訪問的變量，與之對應的是局部變量。以下是學習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誤(LINK ERROR), 因為它不像編譯錯誤那樣可以給出你程序錯誤的具體位置，你常常對這種錯誤感到懊惱，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!當在VC這樣的開發(fā)工具上編寫完代碼，點擊編譯按鈕準備生成exe文件時，VC其實做了兩步工作，第一步，將每個.cpp(.c)和相應.h文件編譯成obj文件;第二步，將工程中所有的obj文件進行LINK生成最終的.exe文件，那么錯誤就有可能在兩個地方產(chǎn)生，一個是編譯時的錯誤，這個主要是語法錯誤，另一個是連接錯誤，主要是重復定義變量等。我們所說的編譯單元就是指在編譯階段生成的每個obj文件，一個obj文件就是一個編譯單元，也就是說一個cpp(.c)和它相應的.h文件共同組成了一個編譯單元，一個工程由很多個編譯單元組成，每個obj文件里包含了變量存儲的相對地址等 。
2. 聲明與定義的區(qū)別
函數(shù)或變量在聲明時，并沒有給它實際的物理內(nèi)存空間，它有時候可以保證你的程序編譯通過， 但是當函數(shù)或變量定義的時候，它就在內(nèi)存中有了實際的物理空間，如果你在編譯模塊中引用的外部變量沒有在整個工程中任何一個地方定義的話， 那么即使它在編譯時可以通過，在連接時也會報錯，因為程序在內(nèi)存中找不到這個變量!你也可以這樣理解， 對同一個變量或函數(shù)的聲明可以有多次，而定義只能有一次!
3. extern的作用
extern有兩個作用，第一個,當它與"C"一起連用時，如: extern "C" void fun(int a, int b); 則告訴編譯器在編譯fun這個函數(shù)名時按著C的規(guī)則去翻譯相應的函數(shù)名而不是C++的， C++的規(guī)則在翻譯這個函數(shù)名時會把fun這個名字變得面目全非，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，因為C++支持函數(shù)的重載啊，在這里不去過多的論述這個問題，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extern不與"C"在一起修飾變量或函數(shù)時，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，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，但它不會報錯，它會在連接時從模塊A生成的目標代碼中找到此函數(shù)。
如果你對以上幾個概念已經(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"這個字符串,但是你卻不能在test2.obj里面找到，這是因為g_str是整個工程的全局變量，在內(nèi)存中只存在一份, test2.obj這個編譯單元不需要再有一份了，不然會在連接時報告重復定義這個錯誤!
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"; // 這個時候相當于沒有extern
然后把test1.cpp中的g_str的定義去掉,這個時候再編譯連接test1和test2兩個模塊時，會報連接錯誤，這是因為你把全局變量g_str的定義放在了頭文件之后，test1.cpp這個模塊包含了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, 這個時候連接器在連接test1和test2時發(fā)現(xiàn)兩個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;}
這個時候編譯器就知道g_str是引自于外部的一個編譯模塊了，不會在本模塊中再重復定義一個出來，但是我想說這樣做非常糟糕，因為你由于無法在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 請記住， 只在頭文件中做聲明，真理總是這么簡單。
2. 用static修飾的全局變量
首先，我要告訴你static與extern是一對“水火不容”的家伙，也就是說extern和static不能同時修飾一個變量;其次，static修飾的全局變量聲明與定義同時進行，也就是說當你在頭文件中使用static聲明了全局變量后，它也同時被定義了;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”只對本編譯單元有效，其他編譯單元則看不到它,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;}
以上兩個編譯單元可以連接成功, 當你打開test1.obj時，你可以在它里面找到字符串"123456", 同時你也可以在test2.obj中找到它們，它們之所以可以連接成功而沒有報重復定義的錯誤是因為雖然它們有相同的內(nèi)容，但是存儲的物理地址并不一樣，就像是兩個不同變量賦了相同的值一樣，而這兩個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)編譯器都對代碼都有優(yōu)化功能，以達到生成的目標程序更節(jié)省內(nèi)存，執(zhí)行效率更高，當編譯器在連接各個編譯單元的時候，它會把相同內(nèi)容的內(nèi)存只拷貝一份，比如上面的"123456", 位于兩個編譯單元中的變量都是同樣的內(nèi)容，那么在連接的時候它在內(nèi)存中就只會存在一份了， 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}
這個時候你在跟蹤代碼時，就會發(fā)現(xiàn)兩個編譯單元中的g_str地址并不相同，因為你在一處修改了它，所以編譯器被強行的恢復內(nèi)存的原貌，在內(nèi)存中存在了兩份拷貝給兩個模塊中的變量使用。
正是因為static有以上的特性，所以一般定義static全局變量時，都把它放在原文件中而不是頭文件，這樣就不會給其他模塊造成不必要的信息污染，同樣記住這個原則吧!
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const單獨使用時它就與static相同，而當與extern一起合作的時候，它的特性就跟extern的一樣了!所以對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)的時候，需要定義幾個全局位變量，定義好后一編譯，發(fā)現(xiàn)錯誤一大堆，錯誤基本都是位變量定義時產(chǎn)生的。以前也定義過全局變量啊，但是先前怎么沒錯誤?瞎折騰了一會最后還是發(fā)現(xiàn)問題出在細節(jié)上面了。以前只是僥幸沒遇到而已。今天做個總結(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C文件和一個H文件的時候那樣定義是不會出問題的。一個大的系統(tǒng)會包含好多個.C文件和.H文件，每個.C文件都有可能會訪問全局變量，所以全局變量在定義的時候就要稍微做下改變了。通常的做法是建立一個包含系統(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全局變量的時候需要用extern聲明該變量為外部變量。比如要定義SysEventCounter標志為unsigned char型的全局變量可以這樣定義：
extern unsigned char SysEventCounter; <----這里是關(guān)鍵，不能對該變量賦值，只能聲明，賦值就會報錯。
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，直接
unsigned char SysEventCounter;
就可以了。注意：只需要在一個.C文件中寫即可，其他.C文件直接可以用。如果在其他.C文件中也這樣寫會產(chǎn)生重復定義的錯誤。
全局變量對變量的類型不限制，任何類型都可以，只要按照上述方法定義就不會有錯誤。
看過"如何定義全局變量"的人還關(guān)注了：