C防止全局变量重复定义巧妙办法

在C语言中使用extern 关键字来定义全局变量的时候，我们需要在.h文件和.c文件中重复定义，这种重复，导致了出错几率的增加。

研读了uCOSii操作系统的部分代码，后发现了一种非常巧妙的方法，可以称得上是“奇淫巧计”了。

在ucos_ii.h中有如下定义

#ifdef OS_GLOBALS

#define OS_EXT

#else

#define OS_EXT extern

#endif

在之后使用OS_EXT来定义全局变量。以下是摘抄的一小部分。

OS_EXT INT32U OSCtxSwCtr; /* Counter of number of context switches */

#if OS_EVENT_EN && (OS_MAX_EVENTS > 0)

OS_EXT OS_EVENT *OSEventFreeList; /* Pointer to list of free EVENT control blocks */

OS_EXT OS_EVENT OSEventTbl[OS_MAX_EVENTS];/* Table of EVENT control blocks */

#endif

#if (OS_VERSION >= 251) && (OS_FLAG_EN > 0) && (OS_MAX_FLAGS > 0)

OS_EXT OS_FLAG_GRP OSFlagTbl[OS_MAX_FLAGS]; /* Table containing event flag groups */

OS_EXT OS_FLAG_GRP *OSFlagFreeList; /* Pointer to free list of event flag groups */

#endif

#if OS_TASK_STAT_EN > 0

OS_EXT INT8S OSCPUUsage; /* Percentage of CPU used */

OS_EXT INT32U OSIdleCtrMax; /* Max. value that idle ctr can take in 1 sec. */

OS_EXT INT32U OSIdleCtrRun; /* Val. reached by idle ctr at run time in 1 sec. */

OS_EXT BOOLEAN OSStatRdy; /* Flag indicating that the statistic task is rdy */

OS_EXT OS_STK OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE]; /* Statistics task stack */

#endif

如何使用这些全局变量呢？

在需要使用这些全局变量的地方我们引用头文件，并且#define OS_GOLBALS

这样，在编译这个.c文件的时候。编译器给每个全局变量分配内存空间，而当编译器处理其他.C文件时，OS_GLOBAL没有定义，OS_EXT被定义为extern，这样用户就可以调用外部全局变量。

例如在os_core.c开头宏定义处有如下定义：

#ifndef OS_MASTER_FILE

#define OS_GLOBALS

#include "ucos_ii.h"

#endif

之后，在os_core.c中就可以任意的使用那些全局变量了。

例如：

void OSIntExit (void)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* Allocate storage for CPU status register */

OS_CPU_SR cpu_sr = 0;

#endif

if (OSRunning == TRUE) {

OS_ENTER_CRITICAL();

if (OSIntNesting > 0) { /* Prevent OSIntNesting from wrapping */

OSIntNesting--;

}

if (OSIntNesting == 0) { /* Reschedule only if all ISRs complete ... */

if (OSLockNesting == 0) { /* ... and not locked. */

OS_SchedNew();

if (OSPrioHighRdy != OSPrioCur) { /* No Ctx Sw if current task is highest rdy */

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];

#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0

OSTCBHighRdy->OSTCBCtxSwCtr++; /* Inc. # of context switches to this task */

#endif

OSCtxSwCtr++; /* Keep track of the number of ctx switches */

OSIntCtxSw(); /* Perform interrupt level ctx switch */

}

OS_EXIT_CRITICAL();

}

其中的 OSRunning OSIntNesting OSLockNesting OSPrioHighRdy OSPrioCur OSCtxSwCtr这些变量都是定义在ucos_ii.h中的全局变量。

好吧，假设到这里我和你都学会这个奇淫巧计了，我们开始尝试一下下。

Includes.h文件

#ifdef TEST_GLOBALS

#define TEST_EXT

#else

#define TEST_EXT extern

#endif

TEST_EXT int a;

extern int b;

Main.c文件

#define TEST_GLOBALS //define the Marco to use those global variables

#include "includes.h" //include the header file

#include //for printf

int b; //variables b is define by extern

void main()

{

printf("%d",b);

printf("%d",a);

}

这里的a不需要重新定义，而b变量需要定义。

以下是如何定义全局变量。众所周知，全局变量应该是得到内存分配且可以被其他模块通过C语言中extern关键字调用的变量。因此，必须在 .C 和 .H 文件中定义。这种重复的定义很容易导致错误。以下讨论的方法只需用在头文件中定义一次。虽然有点不易懂,但用户一旦掌握，使用起来却很灵活。表1.2中的定义出现在定义所有全局变量的.H头文件中。1.03全局变量

程序清单 L 1.2 定义全局宏。

#ifdef xxx_GLOBALS

#define xxx_EXT

#else

#define xxx_EXT extern

#endif

.H 文件中每个全局变量都加上了xxx_EXT的前缀。xxx代表模块的名字。该模块的.C文件中有以下定义：

#define xxx_GLOBALS

#include "includes.h"

当编译器处理.C文件时，它强制xxx_EXT（在相应.H文件中可以找到）为空，（因为xxx_GLOBALS已经定义）。所以编译器给每个全局变量分配内存空间，而当编译器处理其他.C文件时，xxx_GLOBAL没有定义，xxx_EXT被定义为extern，这样用户就可以调用外部全局变量。为了说明这个概念，可以参见uC/OS_II.H,其中包括以下定义：

#ifdef OS_GLOBALS

#define OS_EXT

#else

#define OS_EXT extern

#endif

OS_EXT INT32U OSIdleCtr;

OS_EXT INT32U OSIdleCtrRun;

OS_EXT INT32U OSIdleCtrMax;

同时，uCOS_II.H有中以下定义：

#define OS_GLOBALS

#include “includes.h”

当编译器处理uCOS_II.C时，它使得头文件变成如下所示，因为OS_EXT被设置为空。