原创 转贴:关键字const与volatile的使用

转贴: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Dan Saks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法,因此ESP(译者：Embedded Systems 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？

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * 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,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,实际上,声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。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。）
?; 通过给优化器一些附加的信息,使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。
?; 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数,防止其被无意的代码修改。简而言之,这样可以减少bug的出现。


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-automatic variables)
?; 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完全的重要性。
?; 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
?; 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
?; 下面的函数有什么错误：
int square(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;
}


由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：

long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
} <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />