C语言关键字-const static volatile

Posted 2021-12-05 Linux bsping

        C语言里面有一些关键字在嵌入式开发里面很重要，例如static、const、volatile。下面就说说这几个关键字常用方式与面试时面试官经常提问的问题。

一、static

        在 C 语言中，static 关键字不仅可以用来修饰变量，还可以用来修饰函数。在使用 static 关键字修饰变量时，我们称此变量为静态变量。静态变量的存储方式与全局变量一样，都是静态存储方式。在 C 语言中，关键字 static 有三个明显的作用：

       1、在函数体内，一个被声明为静态的变量在函数调用后保持原值不变。大家都知道函数里的变量执行完都会释放，计算出来的值都不会保留，而函数中的静态变量则不会被释放，以为他是存储在静态区的。

        2、在一个模块内，static修饰的静态全局变量只可以被模块内的函数所调用。

        3、在一个模块内，static修饰的函数只可以被模块内的其他函数调用，但是他不能被工程中的其他模块调用。

二、const

        说 const 定义的是变量，但又相当于常量；说它定义的是常量，但又有变量的属性，所以叫常变量。用 const 定义常变量的方法很简单，就在通常定义变量时前面加 const 即可。常见的用法有以下几种：

1、const int a;

        他的意思就是定义一个长整型数。

2、int const a;

        他的意思也是定义一个长整型数。

3、const int *a;

        他的意思是定义一个指向常整型数的指针。他的整型数不可修改，但是他的指针可以修改。

4、int *const a;

        他的意思是定义一个指向整型数的常指针。也就是说指针指向的整型数可以修改，但是指针不可以修改。

5、int const *a const;

        他的意思是定义一个指向常整型数的常指针，当然他的指针与整型数都不可以修改。

        const的作用其实是为了告诉阅读代码的人，const修饰的变量是不允许改的，也告诉了编译器要保护好const修饰的变量，可以减少开发时的bug。

三、volatile

        volatile 告诉编译器变量是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从变量的地址中读取。 为什么变量的值需要用volatile修饰呢？因为在嵌入式开发中会面临以下几种情况：并行设备的硬件寄存器、多线程访问共享变量的情况、中断子程序中会访问到的非自动变量。他们都会导致在操作的过程中，变量的值突然发生改变。我找了一个关于volatile的例子：

下面的函数有什么错误：

int square(volatile int *ptr)
{
    return *ptr * *ptr;
}

他是一个求平方的函数，在编译器执行到他时，会把他转化为类似下面的代码：

int square(volatile int *ptr)
{
    int a,b;
    a = *ptr;
    b = *ptr;
    return a * b;
}

在程序执行到4，5行之间时产生中断给（*ptr）++后返回该函数（也有可能是另外一个线程改变了*ptr的值），最后返回的值就变成了a*（a+1），就相当于结果出错了。所以对volatile修饰的变量取平方正确的写法应该是：

int square(volatile int *ptr)
{
    int a;
    a = *ptr;
    return a * a;
}