【C】 9_ const 和 volatile

const 只讀變量

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• const 修飾的變量是隻讀的，本質仍是變量
• const 修飾的局部局部變量在棧上分配空間
• const 修飾的全局變量在全局數據區分配空間【標準C】
• const 只在編譯期有用（只能出如今賦值符號左邊），在運行期無用

const 全局變量的分歧

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• 在現代C語言編譯器中，具備全局生命週期的 const 變量將被存儲於只讀存儲區，修改將致使程序崩潰【GCC，VC】
• 在標準C語言編譯器中，具備全局生命週期的 const 變量將被存儲於全局數據區，其值仍然能夠改變

編程實驗： const 的變量本質

#include <stdio.h>

const int g_cc = 2;

int main()
{
    const int cc = 1;
    
    int* p = (int*)&cc;
    
    printf("cc = %d\n", cc);
    
    *p = 3;
    
    printf("cc = %d\n", cc);
    
    p = (int*)&g_cc;
    
    printf("g_cc = %d\n", g_cc);
    
    *p = 4;    // oops!
    
    printf("g_cc = %d\n", g_cc);
    
    return 0;  
}

輸出：【GCC 編譯無警告】
cc = 1
cc = 3
g_cc = 2
段錯誤

const 的本質

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• C語言中的 const 使得變量具備只讀屬性
• 現代C編譯器中將 const 具備全局生命週期的變量存儲於只讀存儲區
• const 不能定義真正意義上的常量

實例分析： const 的本質分析

#include <stdio.h>

const int g_array[5] = {0};

void modify(int* p, int v)
{
    *p = v;
}

int main()
{
    int const i = 0;                  // int const ==> const int
    const static int j = 0;  
    int const array[5] = {0};
    
    modify((int*)&i, 1);              // ok
    // modify((int*)j, 2);            // error
    modify((int*)&array[0], 3);       // ok
    // modify((int*)&g_array[0], 4);  // error
    
    printf("i = %d\n", i);
    printf("j = %d\n", j);
    printf("array[0] = %d\n", array[0]);
    printf("g_array[0] = %d\n", g_array[0]);
}

輸出：
i = 1
j = 0
array[0] = 3
g_array[0] = 0

const 修飾函數參數和返回值

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• const 修飾函數參數表示在函數體內不但願改變參數的值
• const 修飾函數返回值表示返回值不可改變，多用於返回值指針的情形

小貼士 ： C語言中的字符串字面量存儲於只讀存儲區中，在程序中須要使用const char* 指針
const char* s = "D.T.Software"

實例分析： const 修飾函數參數與返回值

#include <stdio.h>

const char* f(const int i)
{
    // i = 5;              // waring
    
    return "D.T.Software";
}

int main()
{
    // char* pc = f(0);  // waring
    
    const char* pc = f(0);
    
    printf("%s\n", pc);    
    
    return 0;
}

輸出：
D.T.Software

深藏不露的 volatile

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• volatile 可當即爲 編譯器警告指示字，禁止編譯器的優化
• volatile 告訴編譯器必須每次去內存中取變量值
• volatile 主要修飾可能被多個線程訪問的變量或者被中斷處理函數訪問的變量
• volatile 也能夠修飾被未知因數改變的變量

void code()
{
    int obj = 100;
    
    int a = 0;
    int b = 0;
    
    a = obj;
    sleep(100);
    b = obj;
}

編譯器作了什麼？

編譯器在編譯時發現obj沒有被當成左值使用，所以會"聰明"的直接替換成10，而把a和b都賦值爲10.

有趣的問題

const volatile int i = 0;

• 變量 i 具備什麼樣的特性？
• 編譯器如何處理這個變量？

答： i 爲只讀變量，不能出如今賦值符號的左邊，同時，每次操做，都須要到內存中取值

小結

• const 使得變量具備只讀屬性
• const 不能定義真正意義上的常量
• const 將有全局生命週期的變量存儲於只讀存儲區【現代C編譯器】
• volatile 強制編譯器減小優化，必須每次從內存中取值

以上內容參考狄泰軟件學院系列課程，請你們保護原創！