C语言全局变量修改方法详解：直接修改、函数参数、指针与线程安全

创作时间:

作者:

@小白创作中心

C语言全局变量修改方法详解：直接修改、函数参数、指针与线程安全

引用

来源

https://docs.pingcode.com/baike/1305612

在C语言编程中，全局变量是一种重要的数据存储方式，它可以在程序的任何地方被访问和修改。然而，如何安全、有效地修改全局变量却是一个需要仔细考虑的问题。本文将详细介绍C语言中修改全局变量的多种方法，包括直接修改、通过函数参数修改、使用指针修改以及在多线程环境下的安全修改方式。

直接修改全局变量

直接修改全局变量是最简单的方法。在任何函数中，您都可以直接对全局变量进行赋值操作，这种方法非常直观，但需要注意其作用范围和潜在的副作用。

示例代码

#include <stdio.h>

int globalVar = 10; // 声明全局变量  
void modifyGlobalVar() {  
    globalVar = 20; // 直接修改全局变量  
}  
int main() {  
    printf("Before modification: %dn", globalVar);  
    modifyGlobalVar();  
    printf("After modification: %dn", globalVar);  
    return 0;  
}

优缺点分析

优点
简单直观：直接修改全局变量的代码非常容易理解和实现。
无需传参：无需通过函数参数传递变量。
缺点
可维护性差：全局变量的修改可能在程序的任何地方发生，增加了调试和维护的难度。
线程安全问题：在多线程环境中，直接修改全局变量可能导致数据竞争和不一致性。

应用场景

直接修改全局变量适用于小型程序或单线程环境，尤其是在变量的用途非常简单且明确时。然而，对于大型项目或多线程应用，建议采用更安全和可维护的方法。

通过函数参数修改全局变量

通过函数参数修改全局变量可以提高代码的可读性和可维护性。这种方法通常通过传递指针来实现。

示例代码

#include <stdio.h>

int globalVar = 10; // 声明全局变量  
void modifyGlobalVar(int* var) {  
    *var = 30; // 通过指针修改全局变量  
}  
int main() {  
    printf("Before modification: %dn", globalVar);  
    modifyGlobalVar(&globalVar);  
    printf("After modification: %dn", globalVar);  
    return 0;  
}

优缺点分析

优点
提高可读性：函数参数明确了变量的用途和修改方式。
增强可维护性：通过函数参数修改使代码更模块化和易于调试。
缺点
稍复杂：相较于直接修改，使用指针传参稍显复杂。
可能的额外开销：频繁的指针传递可能带来性能上的微小开销。

应用场景

通过函数参数修改全局变量适用于中型到大型程序，尤其是需要模块化设计和高可维护性的场景。在多线程环境中，这种方法也能有效减少数据竞争。

使用指针修改全局变量

使用指针修改全局变量是通过函数内部使用指针来间接修改全局变量的值。这种方法在需要频繁修改或访问全局变量时非常有用。

示例代码

#include <stdio.h>

int globalVar = 10; // 声明全局变量  
void modifyGlobalVarViaPointer() {  
    int* p = &globalVar; // 定义指向全局变量的指针  
    *p = 40; // 通过指针修改全局变量  
}  
int main() {  
    printf("Before modification: %dn", globalVar);  
    modifyGlobalVarViaPointer();  
    printf("After modification: %dn", globalVar);  
    return 0;  
}

优缺点分析

优点
灵活性高：通过指针可以在函数内部灵活地访问和修改全局变量。
代码复用性强：通过指针可以实现更高层次的代码复用。
缺点
复杂度增加：指针的使用增加了代码的复杂度和潜在的错误风险。
调试困难：指针相关的错误通常较难调试和定位。

应用场景

使用指针修改全局变量适用于需要频繁修改或访问全局变量的场景。尤其在嵌入式系统和底层编程中，指针的使用非常常见。然而，这种方法要求编程人员具备较高的指针操作能力和调试技能。

多线程环境下修改全局变量

在多线程环境中，修改全局变量需要特别注意线程安全问题。可以使用互斥锁（mutex）来保证对全局变量的安全访问。

示例代码

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>  

int globalVar = 10; // 声明全局变量  
pthread_mutex_t lock; // 声明互斥锁  

void* modifyGlobalVar(void* arg) {  
    pthread_mutex_lock(&lock); // 获取锁  
    globalVar = 50; // 修改全局变量  
    pthread_mutex_unlock(&lock); // 释放锁  
    return NULL;  
}  

int main() {  
    pthread_t thread;  
    pthread_mutex_init(&lock, NULL); // 初始化互斥锁  
    printf("Before modification: %dn", globalVar);  
    pthread_create(&thread, NULL, modifyGlobalVar, NULL);  
    pthread_join(thread, NULL);  
    printf("After modification: %dn", globalVar);  
    pthread_mutex_destroy(&lock); // 销毁互斥锁  
    return 0;  
}