面试题：C++模块化设计中全局变量引用的优化策略

1. 单例模式替代全局变量

原理：单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。相比全局变量，单例模式可以更好地控制实例的创建和访问，提高代码的可维护性。
示例：

class GlobalSettings {
public:
    static GlobalSettings& getInstance() {
        static GlobalSettings instance;
        return instance;
    }
    int getSomeValue() const { return someValue; }
    void setSomeValue(int value) { someValue = value; }
private:
    int someValue;
    GlobalSettings() : someValue(0) {}
    ~GlobalSettings() = default;
    GlobalSettings(const GlobalSettings&) = delete;
    GlobalSettings& operator=(const GlobalSettings&) = delete;
};

各模块通过 GlobalSettings::getInstance().getSomeValue() 来访问设置，避免了直接使用全局变量。

2. 依赖注入

原理：将依赖的对象（原本可能是全局变量）通过参数传递给需要使用它的模块，而不是让模块自行获取全局变量。这样可以降低模块间的耦合度，提高模块的可测试性。
示例：

class Module {
public:
    Module(int& globalVar) : globalVar(globalVar) {}
    void doSomething() {
        // 使用 globalVar
    }
private:
    int& globalVar;
};

在调用模块时，将相关变量传递进去：

int main() {
    int globalValue = 10;
    Module module(globalValue);
    module.doSomething();
    return 0;
}

3. 命名空间隔离

原理：将全局变量按照功能划分到不同的命名空间中，避免命名冲突，同时也使代码结构更加清晰。
示例：

namespace Graphics {
    int screenWidth;
    int screenHeight;
}

namespace Physics {
    float gravity;
}

模块在使用时明确指定命名空间，如 Graphics::screenWidth。

4. 封装全局变量访问

原理：为全局变量提供一组访问函数，模块通过这些函数来操作全局变量，而不是直接访问。这样可以在访问函数中添加逻辑控制，如数据验证、日志记录等。
示例：

int globalCounter;
void incrementGlobalCounter() {
    globalCounter++;
    // 可以在此处添加日志记录
}
int getGlobalCounter() {
    return globalCounter;
}

模块通过调用 incrementGlobalCounter() 和 getGlobalCounter() 来操作全局变量。

5. 分层架构

原理：将项目分为不同的层次，如数据访问层、业务逻辑层、表示层等。全局变量尽量放在较低层次，并通过接口向上层提供服务，减少上层对全局变量的直接依赖。
示例：在数据访问层管理数据库连接的全局变量，业务逻辑层通过数据访问层提供的接口来操作数据库，而不是直接访问数据库连接变量。这样如果数据库连接方式改变，只需要在数据访问层修改，不会影响到业务逻辑层和表示层。

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面试题：C++模块化设计中全局变量引用的优化策略

知识考点

面试题答案

1. 单例模式替代全局变量

2. 依赖注入

3. 命名空间隔离

4. 封装全局变量访问

5. 分层架构