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c語言const、volatile問題小結,constvolatile小結

編輯:關於C語言

c語言const、volatile問題小結,constvolatile小結


之前百度面試的時候被volatile虐了,內核中很多地方也會用到,這個面試的時候出現概率太大了,所以搜集了一些結果供大家參考,大部分是百度到的,說得挺明確的,以後讀代碼的時候遇到了再更新。

百度知道有人提如下問題:

復制代碼
#include "stdio.h"
int main(void){
    const char i = 1;
    char * j = (char *)&i;
    printf("%d,%d,%p,%p\n",i,*j,&i,j);//1,1
    *j = 2;
    printf("%d,%d,%p,%p\n",i,*j,&i,j);//1,2
    *j = 3;
    printf("%d,%d,%p,%p\n",i,*j,&i,j);//1,3
}
復制代碼

為什麼i沒有改變呢,各位運行也會發現,他們的地址都是一樣的。

醉了,我debug的時候,i也是隨著j改變的,但是輸出時,i就變成1了。希望各位能夠從編譯的角度上說一下這個問題。

我對答案有稍微修改,對比vc編譯結果差不多所以就引用別人的圖了

1.這是有const修飾與無const修飾的匯編代碼

變量i存儲在eax寄存器中,有const修改表達寄存器的值不允許被修改

第22行的時候,對*j=2;賦值時,有const修飾的會對edx進行操作

而沒有const進行修飾的就是直接對eax進行操作.

至於編譯器調試模式下,看見的i的值變成2,是因為編譯器看見的是edx,實際輸出的是1,參見第16行加了const之後,優化了printf函數的第一個%d對應的i,直接傳的1,而沒有const的時候,是傳的i地址所取到的值進去,說到底還是編譯優化問題,也是看內核看到這裡搜到你的問題,加volatile確實可以強制編譯器傳i的地址去取值,在調試器裡面看到的是寄存器的值所以是變化的

2.站在邏輯的角度上,const修飾符就是限定變量的值不能被更改.至於後台怎麼實現,你可以看看匯編,一條簡單的賦值表達式也是由三條匯編語言實現的.

3.const就是限定不能被更改,限定的是變量,變量不能被修改,限定的是指針,指針值不能被修改

  類中限定的是方法,方法不能更改成員變量的值,限定的是返回,返回值不能被修改

 

volatile被設計用來修飾被不同線程訪問和修改的變量。如果不加入volatile,基本上會導致這樣的結果:要麼無法編寫多線程程序,要麼編譯器失去大量優化的機會。

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這個變量的值了。精確地說就是,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裡的備份。下面是volatile變量的幾個例子:

1). 並行設備的硬件寄存器(如:狀態寄存器)

2). 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)

3). 多線程應用中被幾個任務共享的變量

這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題:嵌入式系統程序員經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求使用volatile變量。不懂得volatile內容將會帶來災難。

假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這家伙是不是真正懂得volatile完全的重要性。

1). 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。

2). 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什麼。

3). 下面的函數被用來計算某個整數的平方,它能實現預期設計目標嗎?如果不能,試回答存在什麼問題:

 

1

2

3

4

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因為程序不應該試圖去修改它。

2). 是的。盡管這並不很常見。一個例子是當一個中斷服務子程序修改一個指向一個buffer的指針時。

3). 這段代碼是個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:

 

1

2

3

4

5

6

7

int square(volatile int* &ptr)//這裡參數應該申明為引用,不然函數體裡只會使用副本,外部沒法更改

{

    int a,b;

    a = *ptr;

    b = *ptr;

    return a*b;

}

由於*ptr的值可能在兩次取值語句之間發生改變,因此a和b可能是不同的。結果,這段代碼可能返回的不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:

 

1

2

3

4

5

6

long square(volatile int*ptr)

{

    int a;

    a = *ptr;

    return a*a;

}

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