使用全域性變數的危害

2021-08-21 06:01:33 字數 2507 閱讀 4623

嵌入式特別是微控制器os-less的程式,最易範的錯誤是全域性變數滿天飛。這個現象在早期彙編轉型過來的程式設計師以及初學者中常見,這幫傢伙幾乎把全域性變數當作函式形參來用。在.h文件裡面定義許多雜亂的結構體,extern一堆令人頭皮發麻的全域性變數,然後再這個模組裡邊賦值123,那個模組裡邊判斷123分支決定做什麼。每當看到這種程式,我總要戚眉變臉而後拍桌怒喝。沒錯,就是怒喝。我不否認全域性變數的重要性,但我認為要十分謹慎地使用它,濫用全域性變數會引申帶來其它更為嚴重的結構性系統問題。

諸位看官,且聽我細細道來。

1. 它會造成不必要的常量頻繁使用,特別當這個常量沒有用巨集定義「正名」時,**閱讀起來將萬分吃力。

2. 它會導致軟體分層的不合理,全域性變數相當於一條快捷通道,它容易使程式設計師模糊了「裝置層」和「應用層」之間的邊界。寫出來的底層程式容易自作多情地關注起上層的應用。這在軟體系統的構建初期的確效率很高,功能除錯進度一日千里,但到了後期往往bug一堆,處處「補丁」,雷區遍布。說是度日如年舉步維艱也不為過。

3. 由於軟體的分層不合理,到了後期維護,哪怕僅是增加修改刪除小功能,往往要從上到下掘地三尺地修改,涉及大多數模組,而原有的**注釋卻忘了更新修改,這個時候,交給後來維護者的系統會越來越像乙個「泥潭」,注釋的唯一作用只是使泥潭上方再加一些迷煙瘴氣。

4. 全域性變數大量使用,少不了有些變數流連忘返於中斷與主迴圈程式之間。這個時候如果處理不當,系統的bug就是隨機出現的,無規律的,這時候初步顯示出病入膏肓的特徵來了,沒有大牛來力挽狂瀾,注定慢性死亡。

無需多言,您已經成功得到乙個畸形的系統,它處於乙個神秘的穩定狀態!你看著這台機器,機器也看著你,相對無言,心中發毛。你不確定它什麼時候會崩潰,也不曉得下一次投訴什麼時候到來。

然後,我告訴大家現實層面的後果是什麼。

1.「老人」氣昂昂,因為系統離不開他,所有「雷區」只有他了然於心。當出現緊急的bug時,只有他能夠搞定。你不但不能辭退他,還要給他加薪。

2. 新人見光死,但凡招聘來維護這個系統的,除了改出更多的bug外,基本上乙個月內就走人,到了外面還宣揚這個公司的軟體質量有夠差夠爛。

3.隨著產品的後續公升級,幾個月沒有接觸這個系統的原創者會發現,很多雷區他本人也忘記了,於是每次的產品公升級維護週期越來越長,因為修改乙個功能會冒出很多bug,而按下乙個bug,會彈出其他更多的bug。在這期間,又會產生更多的全域性變數。終於有一天他告訴老闆,不行啦不行啦,資源不夠了,ram或者flash空間太小了,公升級公升級。

4. 客戶投訴不斷,售後也快崩潰了,業務員也不敢推薦此產品了,市場份額越來越小,公司形象越來越糟糕。

要問我的對策嗎,只有兩個原則:

1. 能不用全域性變數盡量不用,我想除了系統狀態和控制引數、通訊處理和一些需要效率的模組,其他的基本可以靠合理的軟體分層和程式設計技巧來解決。

2. 如果不可避免需要用到,那能藏多深就藏多深。

1)如果只有某.c檔案用,就static到該檔案中,順便把結構體定義也收進來;

2)如果只有乙個函式用,那就static到函式裡面去;

3)如果非要開放出去讓人讀取,那就用函式return出去,這樣就是唯讀屬性了;

4)如果非要遭人蹂躪賦值,好吧,我開放函式介面讓你傳參賦值;5)實在非要extern**我,我還可以嚴格控制包含我.h檔的物件,而不是放到公共的includes.h中被人圍觀,丟人現眼。

如此,你可明白我對全域性變數的感悟有多深刻。悲催的我,已經把當年那些「老人」交給我維護的那些案子加班全部重新翻寫了。你能明白嗎,不要讓人背後唾棄你哦。

續篇對於一些網友提到的,如果大量使用區域性變數也會容易造成棧溢位的問題,還提到程式模型的概念。言之有理。所以特地來補充一下意見:

1.全域性變數是不可避免要用到的,每乙個裝置底層幾乎都需要它來記錄當前狀態,控制時序,起承轉合但是盡量不要用來傳遞引數,這個很忌諱的。

2.盡量把變數的作用範圍控制在使用它的模組裡面,如果其他模組要訪問,就開個讀或寫函式介面出來,嚴格控制訪問範圍。這一點,c++的private屬性就是這麼幹的。這對將來程式的除錯也很有好處。c語言之所以有++版本,很大原因就是為了控制它的靈活性,要說物件導向的思想,c語言早已有之,亦可實現。

3.當乙個模組裡面的全域性變數超過3個(含)時,就用結構體包起來吧。要歸0便一起歸0,省得丟三落四的。

4.在函式裡面開個靜態的全域性變數,全域性數組,是不占用棧空間的

只是有些編譯器對於大塊的全域性陣列,會放到和一般變數不同的地

址區。若是在keil c51,因為是靜態編譯,棧爆掉了會報警,所以大可以盡情馳騁,注意交通規則就是了。

5.微控制器的os-less系統中,只有棧沒有堆的用法,那些預設對堆分配空間的「startup.s」,可以大膽的把堆空間乾掉。

6.程式模型?如何分析抽象出來呢,從哪個角度進行模型構建呢?很願意聆聽網友的意見。本人一直以來都是從兩個角度分析系統,事件--狀態機遷移圖 和 資料流圖,前者分析控制流向,完善ui,後者可知曉系統資料的緣起緣滅。這些理論,院校的《軟體工程》教材都有,大家不妨借鑑下。只不過那些理論,終究是起源於大型系統軟體管理的,牛刀殺雞,還是要裁剪一下的。

全域性變數的使用

什麼是全域性變數呢?我們知道,全域性變數是這樣的變數,他們能夠在這個程式中的任何位置都被使用,也就是說,不管是main函式中,還是我們自己寫出來的函式中,都可以無條件的使用他們,雖然這對於我們看來很是方便,但是他隱含的卻違背了結構化的程式設計思想,所以在我們程式化的設計過程中,應該少用全域性變數。在...

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1 全域性變數 外部變數 的說明之前再冠以static 就構成了靜態的全域性變數。全域性變數本身就是靜態儲存方式,靜態全域性變數當然也是靜態儲存方式。這兩者在儲存方式上並無不同。這兩者的區別在於非靜態全域性變數的作用域是整個源程式,當乙個源程式由多個原始檔組成時,非靜態的全域性變數在各個原始檔中都是...

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