Global Variables in C: Your Gateway to Shared Data

Здравствуйте,野心勃勃的程序设计师们！今天，我们将踏上一段激动人心的旅程，探索C语言中全局变量的世界。作为您亲切的计算机科学老师，我将引导您了解这个基本概念，这将拓展您的编程视野。所以，拿起您最喜欢的饮料，舒服地坐下来，让我们开始吧！

C - Global Variables

What Are Global Variables? (什么是全局变量？)

在我们深入细节之前，让我们从基础开始。想象您正在组织一个大家庭聚会。您希望每个人都能获取到重要信息，比如场地地址或者菜单。这在编程中，全局变量基本上就是这样做的一它们提供可以被程序不同部分访问的信息。

在C编程中，全局变量是在任何函数之外声明的变量，并且可以从程序的任何部分访问。这就像是家庭聚会中的公告板，每个人都可以看到并使用上面的信息。

Declaring Global Variables (声明全局变量)

现在，让我们学习如何声明这些方便的全局变量。这可能比您想象的要简单！

#include <stdio.h>

int globalVar = 10; // Это глобальная переменная

void someFunction() {
printf("Значение глобальной переменной внутри функции: %d\n", globalVar);
}

int main() {
printf("Значение глобальной переменной в main: %d\n", globalVar);
someFunction();
return 0;
}

В этом примере globalVar - это наша глобальная переменная. Обратите внимание, как она объявлена за пределами любой функции? Вот ключ! Теперь и main(), и someFunction() могут к ней получить доступ.

Example of Global Variable in C (Пример глобальной переменной в C)

Давайте рассмотрим более практический пример, чтобы действительно укрепить это понятие:

#include <stdio.h>

int totalStudents = 0; // Глобальная переменная для отслеживания общего числа студентов

void addStudent() {
totalStudents++; // Увеличиваем глобальную переменную
printf("Добавлен новый студент. Общее количество студентов: %d\n", totalStudents);
}

void removeStudent() {
if (totalStudents > 0) {
totalStudents--; // Уменьшаем глобальную переменную
printf("Удален студент. Общее количество студентов: %d\n", totalStudents);
} else {
printf("Нет студентов для удаления!\n");
}
}

int main() {
printf("Исходное количество студентов: %d\n", totalStudents);
addStudent();
addStudent();
removeStudent();
return 0;
}

Здесь totalStudents - это наша глобальная переменная. Функции addStudent() и removeStudent() могут изменять ее, а main() может считывать ее значение. Это похоже на shared counter (общий счетчик), который отслеживает нашу студенческую популяцию!

Accessing Global Variables (Доступ к глобальным переменным)

Как вы видели в предыдущих примерах, доступ к глобальным переменным прост. Вы можете читать из них или записывать в них, как в любую другую переменную, из любой функции в вашей программе.

#include <stdio.h>

int globalCounter = 0;

void incrementCounter() {
globalCounter++; // Доступ и изменение глобальной переменной
}

int main() {
printf("Исходное значение счетчика: %d\n", globalCounter);
incrementCounter();
incrementCounter();
printf("Конечное значение счетчика: %d\n", globalCounter);
return 0;
}

В этом примере как main(), так и incrementCounter() могут доступить и изменить globalCounter.

Scope and Accessibility of Global Variables ( Scope и доступность глобальных переменных)

Теперь давайте поговорим о scope (области видимости). В программировании scope refers to where a variable can be accessed ( область видимости переменной - это то, где переменная может быть доступна). Глобальные переменные имеют глобальный scope (область видимости), что означает, что они могут быть доступны из любой части вашей программы после их объявления.

#include <stdio.h>

int globalVar = 5; // Глобальная переменная

void function1() {
printf("В function1, globalVar = %d\n", globalVar);
}

void function2() {
int globalVar = 10; // Локальная переменная с тем же именем
printf("В function2, локальная globalVar = %d\n", globalVar);
}

int main() {
printf("В main, до вызовов функций: globalVar = %d\n", globalVar);
function1();
function2();
printf("В main, после вызовов функций: globalVar = %d\n", globalVar);
return 0;
}

В этом примере function1() использует глобальную globalVar, в то время как function2() создает локальную переменную с тем же именем, которая временно "прячет" глобальную внутри этой функции.

Accessing Global Variables With extern Keyword (Доступ к глобальным переменным с помощью ключевого слова extern)

Иногда вам может потребоваться использовать глобальную переменную, определенную в другом файле. Вот где comes in handy ключевое слово extern ( слово extern становится полезным). Это как сказать вашей программе: "Эй, эта переменная существует где-то еще, но я хочу использовать ее здесь!"

Давайте представим, что у нас есть два файла:

Файл 1 (globals.c):

int sharedValue = 100;

Файл 2 (main.c):

#include <stdio.h>

extern int sharedValue; // Объявить, что sharedValue определен elsewhere

void printSharedValue() {
printf("Значение shared value: %d\n", sharedValue);
}

int main() {
printSharedValue();
sharedValue = 200; // Мы можем изменить это слишком!
printSharedValue();
return 0;
}

Используя extern, main.c может доступить и изменить sharedValue, даже если он определен в globals.c.

Avoid Using Global Variables (Избегайте использования глобальных переменных)

Теперь я знаю, что вы думаете: "Глобальные переменные звучат потрясающе! Почему бы не использовать их все время?" Ну, как и лишний кусочек пиццы, глобальные переменные должны использоваться в moderation ( умеренно). Вот почему:

Они могут сделать ваш код сложнее для понимания и поддержки.
Они могут привести к непредвиденным побочным эффектам, если изменены неправильно.
Они могут затруднить повторное использование частей вашего кода.

Вместо этого, часто лучше передавать переменные в функции в качестве параметров. Это делает ваш код более модульным и легким для отладки.

#include <stdio.h>

int calculateSum(int a, int b) {
return a + b;
}

int main() {
int num1 = 5, num2 = 10;
int result = calculateSum(num1, num2);
printf("Сумма: %d\n", result);
return 0;
}

В этом примере мы передаем num1 и num2 в calculateSum() в качестве параметров вместо использования глобальных переменных. Этот подход обычно чище и менее подвержен ошибкам.

Conclusion (Заключение)

И вот мы и здесь,folks! Мы совершили путешествие по миру глобальных переменных в C. Помните, хотя глобальные переменные могут быть мощными инструментами, они должны использоваться рассудительно. Продолжая ваше приключение в программировании, вы разовьете чувство, когда их использовать, а когда избегать.

Продолжайте практиковаться, оставайтесь любопытными и счастливого кодирования!

Method	Description
Declaration	Объявить вне любой функции
Access	Может быть доступен из любой функции
Modification	Может быть изменен из любой функции
Scope	Глобальная область видимости на протяжении всей программы
External Access	Используйте `extern` для переменных в других файлах
Best Practice	Используйте экономно, чтобы избежать возможных проблем

Credits: Image by storyset

Предыдущий учебник:

C - Статические переменные

Следующий учебник:

C - Массивы