关键字Const与Volatile的使用

关键字const有什么含意？

我只要一听到被面试者说：“const意味着常数”，我就知道我正在和一个业余者打交道。去年DanSaks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法，因此ESP(译者：EmbeddedSystems Programming)的每一位读者应该非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你从没有读到那篇文章，只要能说出const意味着“只读”就可以了。尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道更详细的答案，仔细读一下Saks的文章吧。）

如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：

下面的声明都是什么意思？

constint a;
intconst a;
constint *a;
int* const a;
intconst * a const;

/******/
前两个的作用是一样，a是一个常整型数。第三个意味着a是一个指向常整型数的指针（也就是，整型数是不可修改的，但指针可以）。第四个意思a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）。最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）。如果应试者能正确回答这些问题，那么他就给我留下了一个好印象。顺带提一句，也许你可能会问，即使不用关键字const，

应用目的。如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。（当然，懂得用const的程序

员很少会留下的垃圾让别人来清理的。）
也还是能很容易写出功能正确的程序，那么我为什么还要如此看重关键字const呢？我也如下的几下理由：
?;关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息， 声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的

Volatile

8.关键字volatile有什么含意?并给出三个不同的例子。

一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量

的几个例子：
?;并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）
?;一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automaticvariables) ?; 多线程应用中被几个任务共享的变量

回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile

?;下面的函数有什么错误：
intsquare(volatile int *ptr)
{
return*ptr * *ptr;
}

下面是答案：
?;是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改

它。

?;是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。

?;这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器

将产生类似下面的代码：

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

如下： {
int a;
a =*ptr;
return a * a;
}

重要之处

关键在于两个地方：

1.编译器的优化 (请高手帮我看看下面的理解)

在本次线程内,当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后，再取变量值时，就直接从寄存器中取值；

当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致

当变量在因别的线程等而改变了值，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序读取的

值和实际的变量值不一致

当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取的值

和实际的变量值不一致

举一个不太准确的例子：

发薪资时，会计每次都把员工叫来登记他们的银行卡号；一次会计为了省事，没有即时登记，

用了以前登记的银行卡号；刚好一个员工的银行卡丢了，已挂失该银行卡号；从而造成该员

工领不到工资

员工－－原始变量地址

银行卡号－－原始变量在寄存器的备份

2.在什么情况下会出现(如1楼所说)

1).并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）

2).一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automaticvariables)

3). 多线程应用中被几个任务共享的变量

误导人；

“易变”是因为外在因素引起的，象多线程，中断等，并不是因为用volatile修饰了的变量就

是“易变”了，假如没有外因，即使用volatile定义，它也不会变化；

而用volatile定义之后，其实这个变量就不会因外因而变化了，可以放心使用了；大家看看

前面那种解释（易变的）是不是在误导人

－－－－－－－－－－－－简明示例如下：－－－－－－－－－－－－－－－－－－

volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素

更改，比如：操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问

该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

使用该关键字的例子如下：

intvolatile nVint;

>>>>当要求使用volatile声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，

即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

例如：

volatileint i=10;
inta = i;
...

//其他代码，并未明确告诉编译器，对i进行过操作
intb = i;
>>>>volatile指出i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。而优化做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在b中。而不是重新从i里面读。这样以来，如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。

>>>>注意，在vc6中，一般调试模式没有进行代码优化，所以这个关键字的作用看不出来。

下面通过插入汇编代码，测试有无volatile关键字，对程序最终代码的影响：
>>>>首先，用classwizard建一个win32 console工程，插入一个voltest.cpp文件，输入下面的代码：
>>
＃i nclude <stdio.h>
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d",a); //下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值，但是又不让编译器知道__asm{

} int b = i; printf("i= %d",b); }
然后，在调试版本模式运行程序，输出结果如下：
i= 10
i = 32
然后，在release版本模式运行程序，输出结果如下：
i= 10
i = 10
输出的结果明显表明，release模式下，编译器对代码进行了优化，第二次没有输出正确的i
值。下面，我们把i 的声明加上volatile关键字，看看有什么变化：
＃include <stdio.h>
void main()
{
volatile inti=10;
int a = i;

}
intb = i;
printf("i=%d",b);
}
分别在调试版本和release版本运行程序，输出都是：
i= 10
i= 32
这说明这个关键字发挥了它的作用！

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

volatile对应的变量可能在你的程序本身不知道的情况下发生改变
比如多线程的程序，共同访问的内存当中，多个程序都可以操纵这个变量

你自己的程序，是无法判定合适这个变量会发生变化

还比如，他和一个外部设备的某个状态对应，当外部设备发生操作的时候，通过驱动程序和

中断事件，系统改变了这个变量的数值，而你的程序并不知道。

对于volatile类型的变量，系统每次用到他的时候都是直接从对应的内存当中提取，而不会利用cache当中的原有数值，以适应它的未知何时会发生的变化，系统对这种变量的处理不会做优化——显然也是因为它的数值随时都可能变化的情况。

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典型的例子

如果你写成
for( volatile int i=0; i<100000; i++);
它就会执行了

volatile的本意是“易变的”
由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。

比如：

staticint i=0;

intmain(void)
{
...

while(1)

}

/*Interrupt service routine. */
voidISR_2(void)
{
i=1;
}

程序的本意是希望ISR_2中断产生时，在main当中调用dosomething函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此
可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致dosomething永远也不会被
调用。如果将将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯

定执行）。此例中i也应该如此说明。

一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；

2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；

3、义；存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意

另外，

断了重写）