面试题：C++复杂项目中全局变量引用方式的优化策略

1. 性能优化

静态引用：
- 优点：在编译期就确定引用关系，运行时开销小。例如在一些初始化配置信息作为全局变量，且在整个程序运行过程中不变的情况下，静态引用能提高性能。
- 缺点：如果全局变量初始化复杂，可能导致程序启动慢。
动态引用：
- 优点：可以按需加载全局变量，例如一些资源密集型的全局变量，在需要时才进行引用，减少启动时间。
- 缺点：运行时需要额外的查找和加载开销。

2. 代码可维护性

静态引用：
- 优点：代码中全局变量的引用位置一目了然，因为在编译期就确定，便于理解和追踪全局变量的使用。
- 缺点：如果全局变量发生变化（如类型改变），所有引用处都可能需要修改。
动态引用：
- 优点：全局变量的变化对引用处影响较小，只需要在加载全局变量的地方修改，提高了代码的可维护性。
- 缺点：引用关系在运行时才确定，增加了调试和理解代码的难度。

3. 模块独立性

静态引用：
- 优点：模块对全局变量的依赖在编译期确定，便于进行模块的静态分析。
- 缺点：增加了模块间的耦合度，一个模块的全局变量变化可能影响其他依赖它的模块。
动态引用：
- 优点：降低模块间耦合度，模块对全局变量的依赖在运行时才建立，各个模块可以相对独立地开发和维护。
- 缺点：可能导致模块间的协作变得复杂，需要更多的运行时协调。

4. 设计模式或编程技巧

单例模式：
- 说明：可以用来管理全局变量，保证全局变量在整个程序中只有一个实例。这有助于解决全局变量重复初始化等问题，同时可以控制对全局变量的访问。
- 实施步骤：
  - 定义一个类，将其构造函数设为私有，防止外部直接创建实例。
  - 在类中定义一个静态成员函数用于获取类的唯一实例，例如：

class GlobalData {
private:
    static GlobalData* instance;
    GlobalData() {}
public:
    static GlobalData* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new GlobalData();
        }
        return instance;
    }
};
GlobalData* GlobalData::instance = nullptr;

依赖注入：
- 说明：将全局变量作为参数传递给需要使用它的函数或类，而不是直接在函数或类内部引用全局变量。这样可以提高模块的独立性，方便单元测试。
- 实施步骤：
  - 在函数或类的接口中添加全局变量作为参数，例如：

class MyModule {
public:
    void doSomething(const GlobalData& data) {
        // 使用全局数据
    }
};

命名空间隔离：
- 说明：将相关的全局变量放在特定的命名空间中，避免命名冲突，同时提高代码的可读性和可维护性。
- 实施步骤：
  - 定义命名空间，将全局变量声明在命名空间内，例如：

namespace MyNamespace {
    int globalValue;
}

访问器函数：
- 说明：通过定义访问器函数来访问全局变量，而不是直接引用。这样可以在访问器函数中添加逻辑，如数据验证、日志记录等。
- 实施步骤：
  - 为全局变量定义访问器函数，例如：

int getGlobalValue() {
    return globalValue;
}
void setGlobalValue(int value) {
    // 数据验证等逻辑
    globalValue = value;
}

5. 优化实施步骤

分析全局变量的性质：
- 确定哪些全局变量是运行时不变的，哪些是动态变化的。对于运行时不变的，可以优先考虑静态引用；对于动态变化的，动态引用可能更合适。
逐步重构：
- 使用上述设计模式和编程技巧，逐步将对全局变量的直接引用替换为更合理的方式。例如先使用单例模式管理全局变量，再逐步引入依赖注入等方式提高模块独立性。
测试和验证：
- 在重构过程中，要进行充分的单元测试和集成测试，确保功能不受影响，同时验证性能是否得到优化，代码可维护性和模块独立性是否提高。

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面试题：C++复杂项目中全局变量引用方式的优化策略

知识考点

面试题答案

1. 性能优化

2. 代码可维护性

3. 模块独立性

4. 设计模式或编程技巧

5. 优化实施步骤