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關(guān)鍵字static、const、volatile的作用是什么?

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ID:107189 發(fā)表于 2016-3-6 13:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關(guān)鍵字static有三個明顯的作用:
1). 在函數(shù)體,一個被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調(diào)用過程中維持其值不變。
2). 在模塊內(nèi)(但在函數(shù)體外),一個被聲明為靜態(tài)的變量可以被模塊內(nèi)所用函數(shù)訪問,但不能被模塊外其它函數(shù)訪問。它是一個本地的全局變量。
3). 在模塊內(nèi),一個被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一模塊內(nèi)的其它函數(shù)調(diào)用。那就是,這個函數(shù)被限制在聲明它的模塊的本地范圍內(nèi)使用。
大多數(shù)應(yīng)試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應(yīng)試者的嚴重的缺點,因為他顯然不懂得本地化數(shù)
據(jù)和代碼范圍的好處和重要性。



關(guān)鍵字const是什么含意?
我只要一聽到被面試者說:“const意味著常數(shù)”,我就知道我正在和一個業(yè)余者打交道。去年Dan Saks已經(jīng)在他的文章里完全概括了const的所有用法,因此ESP(譯者:Embedded Systems Programming)的每一位讀者應(yīng)該非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出const意味著“只讀”就可以了。盡管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細的答案,仔細讀一下Saks的文章吧。)如果應(yīng)試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題:下面的聲明都是什么意思?

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數(shù)。第三個意味著a是一個指向常整型數(shù)的指針(也就是,整型數(shù)是不可修改的,但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數(shù)的常指針(也就是說,指針指向的整型數(shù)是可以修改的,但指針是不可修改的)。最后一個意味著a是一個指向常整型數(shù)的常指針(也就是說,指針指向的整型數(shù)是不可修改的,同時指針也是不可修改的)。如果應(yīng)試者能正確回答這些問題,那么他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關(guān)鍵字 const,也還是能很容易寫出功能正確的程序,那么我為什么還要如此看重關(guān)鍵字const呢?我也如下的幾下理由:
1). 關(guān)鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息,實際上,聲明一個參數(shù)為常量是為了告訴了用戶這個參數(shù)的應(yīng)用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多余的信息。(當然,懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)
2). 通過給優(yōu)化器一些附加的信息,使用關(guān)鍵字const也許能產(chǎn)生更緊湊的代碼。
3). 合理地使用關(guān)鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數(shù),防止其被無意的代碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現(xiàn)。





關(guān)鍵字volatile有什么含意 并給出三個不同的例子。

一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設(shè)這個變量的值了。精確地說就是,優(yōu)化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值,而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子:
1). 并行設(shè)備的硬件寄存器(如:狀態(tài)寄存器)
2). 一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3). 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量
回答不出這個問題的人是不會被雇傭的。我認為這是區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問題。嵌入式系統(tǒng)程序員經(jīng)常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所用這些都要求volatile變量。不懂得volatile內(nèi)容將會帶來災(zāi)難。
假設(shè)被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑這否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1). 一個參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什么。
2). 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什么。
3). 下面的函數(shù)有什么錯誤:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案:
1). 是的。一個例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應(yīng)該試圖去修改它。
2). 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當一個中服務(wù)子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3). 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一個volatile型參數(shù),編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼:
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結(jié)果,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
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