1. 类和命名空间封装全局变量的区别
- 类：
- 数据隐藏：类可以使用访问修饰符（如private、protected、public）来控制成员变量的访问权限，实现数据隐藏。只有类内部的成员函数或友元函数可以访问私有成员变量，从而保护数据不被外部随意修改。
- 状态和行为结合：类不仅可以封装数据（全局变量），还能将操作这些数据的函数封装在一起，形成一个逻辑单元。这使得代码的结构更加清晰，便于维护和扩展。
- 实例化：类需要实例化后才能使用其成员变量。每个实例都有自己独立的成员变量副本，不同实例之间的成员变量相互独立。
- 命名空间：
- 作用域划分：命名空间主要用于划分全局变量的作用域，避免命名冲突。它没有访问控制的概念，命名空间内的所有变量默认都是公开可访问的。
- 无实例化：命名空间不是对象，不需要实例化。命名空间内的变量直接通过命名空间名称加作用域解析符（::）来访问。
2. 多线程环境下的表现
- 数据安全性：
- 类：可以通过在类的成员函数中使用同步机制（如互斥锁、信号量等）来保护成员变量在多线程环境下的安全访问。例如，在C++中，可以使用std::mutex来实现线程安全的类。
class ThreadSafeClass {
public:
void setValue(int value) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
data_ = value;
}
int getValue() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
return data_;
}
private:
int data_;
std::mutex mutex_;
};
- **命名空间**：由于命名空间没有内置的同步机制，多线程同时访问命名空间内的全局变量时容易出现数据竞争问题，导致数据不一致。要保证数据安全，需要在使用变量的地方手动添加同步代码，但这样可能会使代码逻辑变得复杂且容易出错。
- 性能：
- 类：使用同步机制会带来一定的性能开销，尤其是在频繁访问成员变量且竞争激烈的情况下。不过，如果设计得当，通过合理的锁粒度控制（如使用细粒度锁），可以在一定程度上减少性能损失。
- 命名空间：如果不考虑数据安全问题，直接访问命名空间内的全局变量，性能相对较高，因为没有同步开销。但在多线程环境下，为了保证数据安全添加同步代码后，性能可能会与类封装方式相近甚至更差，取决于同步代码的实现方式。
3. 选择合适的封装方式
- 选择类的情况：
- 当需要对全局变量进行复杂的操作，并且这些操作需要紧密关联数据状态时，类是更好的选择。例如，实现一个线程安全的计数器类，不仅可以封装计数器的值，还可以封装增加、减少等操作，并且通过同步机制保证多线程环境下的安全。
- 如果希望对数据进行严格的访问控制，隐藏数据的内部实现细节，类可以通过访问修饰符实现这一需求。
- 选择命名空间的情况：
- 当全局变量主要用于组织相关的常量、简单函数或全局数据，且不存在多线程访问冲突的问题时，命名空间是一个简单有效的封装方式。例如，定义一些与项目配置相关的常量，放在命名空间内方便管理和使用。
- 当需要快速定义一些全局可访问的变量，且项目为单线程环境或者可以在其他层面保证数据安全（如操作系统级别的同步机制）时，命名空间可以提供简洁的封装方式。
