Загадка глобальных переменных
В мире разработки программного обеспечения глобальные переменные часто воспринимаются как пресловутый слон в комнате — все знают, что они есть, но никто не хочет о них говорить. Общее мнение таково, что глобальные переменные — это плохо, и на то есть веские причины. Однако, как и любой инструмент, они могут найти своё применение и быть невероятно полезными при разумном использовании.
Аргументы против глобальных переменных
Прежде чем мы углубимся в вопрос о том, почему глобальные переменные могут быть полезны, давайте быстро обратимся к «слону». Глобальные переменные могут сделать ваш код менее модульным, менее гибким и менее масштабируемым. Вот почему:
- Модульность и гибкость. Когда несколько модулей используют одну глобальную переменную, изменение одного модуля может привести к непредвиденным последствиям для других. Эта взаимозависимость усложняет поддержку и отладку кода.
- Кошмары отладки. Доступ к глобальным переменным и их изменение возможны из любого места в кодовой базе, что затрудняет определение места возникновения ошибки. Это может привести к утечке кода, простоям и значительной потере производительности.
Когда глобальные переменные имеют смысл
Несмотря на предупреждения, существуют сценарии, в которых глобальные переменные не только приемлемы, но и полезны.
Константы и переменные только для чтения
Глобальные переменные, которые в основном считываются и редко записываются, обычно безвредны. Их можно рассматривать как константы, и они полезны для поддержания согласованности в программе. Например, список цветов, который никогда не меняется, можно сохранить в глобальной переменной, сделав его легко доступным из разных частей кодовой базы.
Производительность и удобство
В некоторых случаях использование глобальных переменных может повысить производительность или упростить отладку. Например, во встроенных системах или приложениях реального времени накладные расходы на создание локальных переменных могут быть значительными. Глобальные переменные могут снизить эти накладные расходы, хотя это скорее нишевый вариант использования.
Кроме того, при отладке наличие глобальных переменных может облегчить отслеживание значений без необходимости вызывать функции специально для их вывода. Однако это удобство имеет обратную сторону: оно также может усложнить отладку, если не управлять им должным образом.
Упрощение кода
Иногда использование глобальных переменных может упростить структуру кода, особенно в небольших проектах или когда необходимо работать с функциями, которым требуется обмениваться данными. Вместо передачи переменных через сложную цепочку вызовов функций глобальная переменная может действовать как общий ресурс.
Вот пример из наброска Arduino, где используется глобальная переменная для упрощения кода:
int ledPin = 13;
int state = LOW;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
state = !state;
digitalWrite(ledPin, state);
delay(500);
}
В этом примере ledPin и state — это глобальные переменные, которые упрощают код и облегчают его понимание.
Рекомендации по использованию глобальных переменных
Если вы решите использовать глобальные переменные, помните о следующих рекомендациях:
Классификация типов
Классифицируйте свои глобальные переменные по типам в зависимости от того, как они используются:
- Тип 1. В основном считывается, редко записывается. Они похожи на константы.
- Тип 2. В основном записывается, редко считывается. Ими нужно осторожно управлять.
- Тип 3. Часто считываются и записываются. Они наиболее проблематичны, и их следует избегать, если только это не абсолютно необходимо.
Минимизация использования
Используйте глобальные переменные экономно. Чем меньше у вас глобальных переменных, тем проще управлять кодом и отлаживать его. Ограничьте их использование ситуациями, когда они действительно упрощают код или повышают производительность.
Чёткие имена и документация
Используйте понятные и описательные имена для своих глобальных переменных. Тщательно документируйте их назначение и использование. Это помогает другим разработчикам лучше понять кодовую базу и избежать путаницы.
Заключение
Глобальные переменные сами по себе не являются злом; это просто инструменты, которыми нужно пользоваться с умом. Понимая типы глобальных переменных, их последствия и рекомендации по их использованию, вы сможете принимать обоснованные решения о том, когда применять их в своей кодовой базе.
В конце концов, всё зависит от баланса и критического мышления. Так что в следующий раз, когда у вас возникнет соблазн обратиться к этой глобальной переменной, помните: это не грех, но это требует некоторых размышлений.