- Global Variable
مقدمه مفهومی
متغیر جهانی (Global Variable) به متغیری گفته می شود که در محدوده سراسری (Global Scope) یک برنامه تعریف شده و از تمامی بخش های آن برنامه قابل دسترسی و تغییر است. این متغیرها برخلاف متغیرهای محلی که فقط در محدوده تعریف خود (مانند داخل یک تابع) در دسترس هستند، در تمام توابع، کلاس ها و ماژول های برنامه قابل استفاده می باشند. استفاده از متغیرهای جهانی یکی از بحث برانگیزترین موضوعات در مهندسی نرم افزار است که هم مزایا و هم معایب قابل توجهی دارد.
ویژگی های کلیدی
- تعریف در سطح ماژول یا فایل برنامه
- عدم وابستگی به محدوده توابع یا کلاس ها
- قابلیت دسترسی از هر نقطه از برنامه
- ماندگاری در طول اجرای برنامه
- معمولاً در حافظه ثابت (Static Memory) ذخیره می شوند
- نیاز به مدیریت دقیق تغییرات
مزایای استفاده
- اشتراک گذاری ساده داده بین بخش های مختلف
- کاهش نیاز به انتقال پارامتر بین توابع
- دسترسی آسان به داده های سیستمی و پیکربندی
- سادگی در پیاده سازی برای برنامه های کوچک
- امکان ایجاد نقاط کنترل مرکزی
- کاهش پیچیدگی در برخی الگوهای طراحی
معایب و خطرات
- ایجاد وابستگی های پنهان بین ماژول ها
- کاهش قابلیت تست پذیری واحدهای کد
- افزایش احتمال تداخل در برنامه های چندنخی
- دشواری در ردیابی تغییرات و اشکال زدایی
- کاهش خوانایی و درک جریان برنامه
- محدودیت در استفاده مجدد کد
الگوهای جایگزین
- تزریق وابستگی (Dependency Injection)
- استفاده از الگوی Singleton با احتیاط
- محدود کردن متغیرها به کلاس ها (متغیرهای عضو)
- استفاده از closureها و متغیرهای محلی
- پیاده سازی الگوی Context در برنامه های بزرگ
- استفاده از state containerها (مانند Redux)
بهترین روش ها
- محدود کردن تعداد متغیرهای جهانی به حداقل
- استفاده از نام های توصیفی و منحصر به فرد
- پیاده سازی مکانیزم های دسترسی کنترل شده
- مستندسازی دقیق هدف و استفاده از هر متغیر جهانی
- علامت گذاری واضح (مثلاً با پیشوند g_)
- استفاده از ثابت ها به جای متغیرهای قابل تغییر
پیاده سازی در زبان ها
- کلمه کلیدی global در پایتون
- متغیرهای سطح فایل در C/C++
- متغیرهای static در جاوا و #C
- شیء window در JavaScript مرورگر
- ماژول ها در Node.js
- متغیرهای محیطی در اسکریپت های shell
متغیر جهانی (Global Variable) به متغیری گفته می شود که در محدوده سراسری (Global Scope) یک برنامه تعریف شده و از تمامی بخش های آن برنامه قابل دسترسی و تغییر است. این متغیرها برخلاف متغیرهای محلی که فقط در محدوده تعریف خود (مانند داخل یک تابع) در دسترس هستند، در تمام توابع، کلاس ها و ماژول های برنامه قابل استفاده می باشند. استفاده از متغیرهای جهانی یکی از بحث برانگیزترین موضوعات در مهندسی نرم افزار است که هم مزایا و هم معایب قابل توجهی دارد.
ویژگی های کلیدی
- تعریف در سطح ماژول یا فایل برنامه
- عدم وابستگی به محدوده توابع یا کلاس ها
- قابلیت دسترسی از هر نقطه از برنامه
- ماندگاری در طول اجرای برنامه
- معمولاً در حافظه ثابت (Static Memory) ذخیره می شوند
- نیاز به مدیریت دقیق تغییرات
مزایای استفاده
- اشتراک گذاری ساده داده بین بخش های مختلف
- کاهش نیاز به انتقال پارامتر بین توابع
- دسترسی آسان به داده های سیستمی و پیکربندی
- سادگی در پیاده سازی برای برنامه های کوچک
- امکان ایجاد نقاط کنترل مرکزی
- کاهش پیچیدگی در برخی الگوهای طراحی
معایب و خطرات
- ایجاد وابستگی های پنهان بین ماژول ها
- کاهش قابلیت تست پذیری واحدهای کد
- افزایش احتمال تداخل در برنامه های چندنخی
- دشواری در ردیابی تغییرات و اشکال زدایی
- کاهش خوانایی و درک جریان برنامه
- محدودیت در استفاده مجدد کد
الگوهای جایگزین
- تزریق وابستگی (Dependency Injection)
- استفاده از الگوی Singleton با احتیاط
- محدود کردن متغیرها به کلاس ها (متغیرهای عضو)
- استفاده از closureها و متغیرهای محلی
- پیاده سازی الگوی Context در برنامه های بزرگ
- استفاده از state containerها (مانند Redux)
بهترین روش ها
- محدود کردن تعداد متغیرهای جهانی به حداقل
- استفاده از نام های توصیفی و منحصر به فرد
- پیاده سازی مکانیزم های دسترسی کنترل شده
- مستندسازی دقیق هدف و استفاده از هر متغیر جهانی
- علامت گذاری واضح (مثلاً با پیشوند g_)
- استفاده از ثابت ها به جای متغیرهای قابل تغییر
پیاده سازی در زبان ها
- کلمه کلیدی global در پایتون
- متغیرهای سطح فایل در C/C++
- متغیرهای static در جاوا و #C
- شیء window در JavaScript مرورگر
- ماژول ها در Node.js
- متغیرهای محیطی در اسکریپت های shell
