在C项目中，有没有一种方法可以识别所有未使用的全局变量？

Question

我正在整理一些C语言代码。到处都是全局变量，但并非所有全局变量都被使用。我想清理这些变量。但一个一个测试它们太麻烦了。有没有简单的方法可以做到这一点？

- TerryYin

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大多数编译器会为这种情况生成警告。尝试将警告级别调高到最大。 - VoidStar

VoidStar：编译器如何为全局变量执行此操作？它一次只能看到一个编译单元。 - Ira Baxter

将变量声明/定义注释掉，看看是否会出现错误？ - Chris Lutz

Answer 1

使用非常有用的ctags（1）命令和-x命令行选项，您可以生成目录中所有全局变量的列表：

ctags  -x  --c-kinds=v  --file-scope=no *.c

这可以与同样有帮助的gid(1)命令结合使用（假设您先在源代码上运行了mkid(1)）：

for name in `ctags  -x  --c-kinds=v  --file-scope=no *.c | awk '{print $1;}' | sort -u` ; do gid -R filenames $name ; done

这将为您提供一个有用的列表，其中列出了使用哪些全局变量的文件：

$ for name in `ctags  -x  --c-kinds=v  --file-scope=no *.c | awk '{print $1;}' | sort -u` ; do gid -R filenames $name ; done
basedir        parser.h ./{parser_include,parser_main}.c
binary_input   parser_main.c
cache_fd       parser.h ./{parser_interface,parser_main}.c
conf_quiet     parser.h parser_main.c
conf_verbose   parser.h ./{parser_interface,parser_main}.c
...

虽然它并不完美（如Ira所指出的），但这应该是一个很好的开始。

- sarnold

Answer 2

如果它们只在文件内使用，您可以将它们声明为“static”，GCC会警告它们是否从未被使用。如果它们在多个文件中使用…我不确定如何检测它们，除了使用grep或IDE，因为它们会显示为链接器符号，并且理论上可以被任何链接到您的代码的代码访问...

- Owen

Answer 3

这个答案适用于原始问题。该问题随后已更改。

从原理上讲，无法确定全局变量是否被使用或需要。构造函数可能具有副作用，因此即使从未访问全局变量，它仍然可能是必要的。

真实故事：某程序员从生产应用程序中删除了一个“未使用”的全局变量。不幸的是，该全局变量的构造函数从分配器中分配内存，该分配器在首次分配时进行初始化。

由于他删除了未使用的全局变量，因此使用该分配器创建的下一个对象导致分配器初始化。不幸的是，该初始化不是线程安全的（并且明确记录为这种情况） - 全局变量的目的是确保在创建任何线程之前初始化它。

我们只能说，发生了非常糟糕的后果（涉及该公司最大的客户 - 一个著名的三字母政府机构），就到此为止吧。

必须由人类决定是否需要创建全局变量，而这可能是一个非常复杂的决定。

- David Schwartz

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啊，是的，只写变量的乐趣。或者是内存映射的只写I/O位置。 - Phil Lello

这个问题被标记为 [tag:c]。什么是“构造函数”？ - Keith Thompson

Keith Thompson：OP说“我正在清理一些C/C++代码”。同意，他的标签只写了“C”。 - Ira Baxter

我同意。我之前把它说成是C/C++项目，让事情变得太复杂了。我已经更改了标题。 - TerryYin

Answer 4

简单吗？不是的。对于一个全局变量X，你需要扫描代码中的每个编译单元，以寻找对X的潜在访问（读取、写入或生成引用）。如果没有这样的访问，则可以合理地确定（没有汇编代码，对吧？）X未被使用。

甚至可能出现以上某种方式引用了X，但实际上对程序没有任何实际影响的情况（例如，读取了X但被忽略，写入了X但未被读取，地址被获取但从未被解引用）。 这使得X实际上已经死亡。 确定这一点需要进行全局数据流分析。

- Ira Baxter

Answer 5

（@ChrisLutz在评论中提出了这个想法，但我在阅读评论之前就想到了它，所以我还是要发表一下。我会尝试通过扩展来增加一些价值。）

在源代码的另一个副本中，注释掉所有全局变量的声明并重新编译所有内容。将您注释掉的变量列表与编译器错误消息中提到的变量进行比较。任何未在错误消息中提到的内容都是未使用的。

请注意，您的构建过程可能不会尝试构建所有内容，因此可能会导致结果不完整。

稍微不同的方法是迭代方法：注释掉所有全局变量，尝试构建，然后取消注释编译器抱怨的任何声明。重复此过程，直到获得干净的构建，并查看仍被注释的内容。

- Keith Thompson

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在程序中添加 extern，省略初始化可能会减少需要处理的错误信息。此外，我想知道是否有任何警告开关（如果不是为编译器，则为链接器）可以提醒未使用的局部变量和全局变量。 - Alexey Frunze

Answer 6

Doxygen 可能能够为您提供全局变量的用途列表。

- ObscureRobot