沒有學不會的C++：為什麼不要使用全域性變數
在寫程式時，我們都知道一條規範：不要使用全域性變數。至於為什麼，有可能是因為它會汙染名稱空間，也有可能是因為它會造成程式的不確定性，本文主要使用一個例子，來說明全域性變數是如何讓程式變得不確定的。
我們先定義兩個類，一個Cat
，一個Dog
，如下是cat.h
和cat.cc
檔案
// cat.h
#include <iostream>
using namespace std;
class Cat;
extern Cat c;
class Cat {
public:
Cat(char* name);
void meow();
private:
char* _name;
};
// cat.cc
#include "cat.h"
#include "dog.h"
Cat c("mimi");
Cat::Cat(char* name) {
cout << "construct cat" << endl;
_name = name;
}
void Cat::meow() {
cout << "cat " << _name << " meow" << endl;
}
Cat
類很簡單，只有一個成員_name
，它是一個指標變數，且通過meow
方法把它列印到螢幕上，同時，我們還定義了一個全域性變數Cat c("mimi");
，同樣的，Dog
類的定義也很簡單，如下：
// dog.h
#include <iostream>
using namespace std;
class Dog;
extern Dog d;
class Dog {
public:
Dog(char* name);
void bark();
private:
char* _name;
};
// dog.cc
#include "dog.h"
#include "cat.h"
Dog d("kobe");
Dog::Dog(char* name) {
cout << "construct dog" << endl;
_name = name;
}
void Dog::bark() {
cout << "dog " << _name << " bark" << endl;
}
我們給Dog
也定義了一個全域性變數d("kobe");
，此時，我們修改一下Cat
的建構函式，在裡面引用全域性變數d
，看看會發生什麼
Cat::Cat(char* name) {
cout << "construct cat" << endl;
_name = name;
d.bark();
}
編譯執行前，別忘了我們的入口檔案main.cc
，如下
int main() {
return 0;
}
現在，我們將其進行編譯執行
... g++ -o main main.o cat.o dog.o -std=c++11// 編譯時的輸出，說明了連結順序 $ ./main construct cat // [1]50759 segmentation fault./main
可以看到程式崩潰了，崩潰原因是我們剛才在Cat
建構函式中增加的一行呼叫全域性變數的程式碼，因為在呼叫這行程式碼時，全域性變數d
（實際上是d._name
）還沒初始化。
而全域性變數的初始化順序是由編譯器決定的，所以如果我們的全域性變數間又有互相依賴的話，就很容易造成程式崩潰。
避免使用全域性變數的方法也有很多，其中最廣泛的應數 Singleton 模式了，針對上面的程式碼，我們可以定義一個Singleton
類，其中包含Cat
和Dog
的靜態指標，如下
// singleton.h
class Cat;
class Dog;
class Singleton {
static Dog* pd;
static Cat* pc;
public:
~Singleton();
static Dog* getDog();
static Cat* getCat();
};
與此同時，我們還聲明瞭兩個靜態方法，用來獲取Dog
或Cat
的指標，並且，我們希望Dog
和Cat
是以 lazy 的方式進行初始化的，即下面的 singleton.cc 檔案的實現
// singleton.cc
#include "singleton.h"
#include "dog.h"
#include "cat.h"
Dog* Singleton::pd = 0;
Cat* Singleton::pc = 0;
Singleton::~Singleton() {
delete pd;
delete pc;
pd = 0;
pc = 0;
}
Dog* Singleton::getDog() {
if (pd == 0) {
pd = new Dog("kobe");
}
return pd;
}
Cat* Singleton::getCat() {
if (pc == 0) {
pc = new Cat("mimi");
}
return pc;
}
可以看到初始化Cat
和Dog
的時機是在第一次呼叫getCat
和getDog
時。現在你就可以刪掉程式中的全域性變量了，當你需要使用Cat
物件或Dog
物件時，直接呼叫Singleton::getCat()
或Singleton::getDog()
即可。
參考：
- ofollow,noindex">https://www.youtube.com/watch?v=hE77OSTE2J0&t=87s