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C語言中auto,register,static,const,volatile的區別詳細解析

2020-01-26 15:51:57
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來源:轉載
供稿:網友

1)auto
這個關鍵字用于聲明變量的生存期為自動,即將不在任何類、結構、枚舉、聯合和函數中定義的變量視為全局變量,而在函數中定義的變量視為局部變量。這個關鍵字不怎么多寫,因為所有的變量默認就是auto的。

(2)register
這個關鍵字命令編譯器盡可能的將變量存在CPU內部寄存器中而不是通過內存尋址訪問以提高效率。

(3)static
常見的兩種用途:
1>統計函數被調用的次數;

2>減少局部數組建立和賦值的開銷.變量的建立和賦值是需要一定的處理器開銷的,特別是數組等含有較多元素的存儲類型。在一些含有較多的變量并且被經常調用的函數中,可以將一些數組聲明為static類型,以減少建立或者初始化這些變量的開銷.

詳細說明:
1>、變量會被放在程序的全局存儲區中,這樣可以在下一次調用的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與棧變量和堆變量的區別。

2>、變量用static告知編譯器,自己僅僅在變量的作用范圍內可見。這一點是它與全局變量的區別。

3>當static用來修飾全局變量時,它就改變了全局變量的作用域,使其不能被別的程序extern,限制在了當前文件里,但是沒有改變其存放位置,還是在全局靜態儲存區。

使用注意:
1>若全局變量僅在單個C文件中訪問,則可以將這個變量修改為靜態全局變量,以降低模塊間的耦合度;

2>若全局變量僅由單個函數訪問,則可以將這個變量改為該函數的靜態局部變量,以降低模塊間的耦合度;

3>設計和使用訪問動態全局變量、靜態全局變量、靜態局部變量的函數時,需要考慮重入問題(只要輸入數據相同就應產生相同的輸出)。

(4)const
被const修飾的東西都受到強制保護,可以預防意外的變動,能提高程序的健壯性。它可以修飾函數的參數、返回值,甚至函數的定義體。

作用:
1>修飾輸入參數
a.對于非內部數據類型的輸入參數,應該將“值傳遞”的方式改為“const引用傳遞”,目的是提高效率。例如將void Func(A a) 改為void Func(const A &a)。

b.對于內部數據類型的輸入參數,不要將“值傳遞”的方式改為“const引用傳遞”。否則既達不到提高效率的目的,又降低了函數的可理解性。例如void Func(int x) 不應該改為void Func(const int &x)。

2>用const修飾函數的返回值
a.如果給以“指針傳遞”方式的函數返回值加const修飾,那么函數返回值(即指針)的內容不能被修改,該返回值只能被賦給加const修飾的同類型指針。
如對于: const char * GetString(void);

如下語句將出現編譯錯誤:
char *str = GetString();//cannot convert from 'const char *' to 'char *';

正確的用法是:
const char *str = GetString();

b.如果函數返回值采用“值傳遞方式”,由于函數會把返回值復制到外部臨時的存儲單元中,加const修飾沒有任何價值。如不要把函數int GetInt(void) 寫成const int GetInt(void)。
3>const成員函數的聲明中,const關鍵字只能放在函數聲明的尾部,表示該類成員不修改對象.

說明:
const type m; //修飾m為不可改變
示例:
typedef char * pStr; //新的類型pStr;
char string[4] = "abc";
const char *p1 = string;
p1++; //正確,上邊修飾的是*p1,p1可變
const pStr p2 = string;
p2++; //錯誤,上邊修飾的是p2,p2不可變,*p2可變

同理,const修飾指針時用此原則判斷就不會混淆了。
const int *value; //*value不可變,value可變
int* const value; //value不可變,*value可變
const (int *) value; //(int *)是一種type,value不可變,*value可變
//邏輯上這樣理解,編譯不能通過,需要tydef int* NewType;
const int* const value;//*value,value都不可變

(5)volatile
表明某個變量的值可能在外部被改變,優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。它可以適用于基礎類型如:int,char,long......也適用于C的結構和C++的類。當對結構或者類對象使用volatile修飾的時候,結構或者類的所有成員都會被視為volatile.
該關鍵字在多線程環境下經常使用,因為在編寫多線程的程序時,同一個變量可能被多個線程修改,而程序通過該變量同步各個線程。

簡單示例:

復制代碼 代碼如下:

 DWORD __stdcall threadFunc(LPVOID signal)
 {
 int* intSignal="reinterdivt"_cast(signal);
 *intSignal=2;
 while(*intSignal!=1)
 sleep(1000);
 return 0;
 }

該線程啟動時將intSignal 置為2,然后循環等待直到intSignal 為1 時退出。顯然intSignal的值必須在外部被改變,否則該線程不會退出。但是實際運行的時候該線程卻不會退出,即使在外部將它的值改為1,看一下對應的偽匯編代碼就明白了:
復制代碼 代碼如下:

 mov ax,signal
 label:
 if(ax!=1)
 goto label

對于C編譯器來說,它并不知道這個值會被其他線程修改。自然就把它cache在寄存器里面。C 編譯器是沒有線程概念的,這時候就需要用到volatile。volatile 的本意是指:這個值可能會在當前線程外部被改變。也就是說,我們要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile關鍵字,這時候,編譯器知道該變量的值會在外部改變,因此每次訪問該變量時會重新讀取,所作的循環變為如下面偽碼所示:
復制代碼 代碼如下:

 label:
 mov ax,signal
 if(ax!=1)
 goto label

注意:一個參數既可以是const同時是volatile,是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。

(6)extern
extern 意為“外來的”???它的作用在于告訴編譯器:有這個變量,它可能不存在當前的文件中,但它肯定要存在于工程中的某一個源文件中或者一個Dll的輸出中。

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