C语言 —— const和volatile同时修饰某对象的意义

const和volatile同时修饰某对象的意义：

    volatile const int i;

（1）本程序段中不能对 i 作修改，任何修改都是非法的，或者至少是粗心，编译器应该报错，防止这种粗心；
（2）另外一个程序段则彻底有可能修改，所以编译器最好不要作太激进的优化。

“const”的含义：“请作为常量使用”，而并不是“放心吧，那确定是个常量”。
“volatile”的含义：“请不要作没谱的优化，这个值可能变掉的”，而并不是“你能够修改这个值”。
所以，它们原本就不是矛盾的。

下面分别来看下这两个类型修饰符

const：

eg.1:

const意味着“只读”，只读表示编译器不容许代码修改变量，或者说这个变量在此处不能被修改，但并不表示这个变量在其它地方不可以被修改（不能被修改岂不就成了常量？）

#include <stdio.h>
int main(void) {
    int i = 5;
    const int* p = &i;
    *p = 6;    // 不能够
    i = 7;    // 彻底能够，并且那个“const”的“*p”也跟着变成了7。
    printf("%d\n", *p);
    return 0;
}
 

eg.2:

void funcA(const char* str) {
    ...
}
在上面的程序中，str所指向的内存区域就是只读的，但这个只读性只在函数funcA内部，
出了funcA，这块内存彻底有多是可以被修改的。
void funcB(void) {
    char name[] = "Jim King";
    funcA(name);
}

以上两例足够说明，用const修饰表达了咱们本身的代码不会改变所修饰的对象的值，可是别的代码有可能改变此对象的值。

 

volatile：

volatile表示禁止优化。由于编译器会认为若是代码没有改变变量，那么这个变量就不会改变，所以编译器会用寄存器把该变量缓存起来，每次须要读取变量值的时候，就从缓存中读取。若是使用volatile，就应该直接从初始的内存区去读数据。固然，每一次修改变量的值时，也是将新值写入到内存中，而不是只写到缓存中。这在大多数时候是正确的，可是在多线程或者中断的场合就不正确了。

eg.1:

中断程序。在下面的程序中，咱们将intr_func注册为中断函数，某个中断发生时触发这一函数：

unsigned char flag = 1;

int main(int argc, char **argv) {
    reg_intr(XXX, intr_func);
    while(flag) {
        printf("hello\n");
    }
    return 0;
}

void intr_func(void) {
    flag = 0;
}

当不加volatile时，编译器会直接将while条件中的flag换成1（即编译器作了优化），所以即便中断发生也没法结束循环；若是给flag加上volatile标识，编译器就不会作前述的优化，程序就依照设计的意图工做了。

const、volatile综合举例

eg.1：

嵌入式系统中比较常见的例子。不少嵌入式系统容许咱们访问外部寄存器，该寄存器的地址假设是0x0018，并假设该寄存器的最低位表示设备状态，1为忙碌，0为空闲。

#define GET_REG_VALUE(reg)    (*reg)       //get register value 
const unsigned char* STATUS_REG   = 0x0018;    // status register
const unsigned char  STATUS_BUSY = 0x01;        //busy bit 
while (GET_REG_VALUE(STATUS_REG) & STATUS_BUSY);     // wait until free 
// do something to operate the device
...

这段代码极可能会死循环。由于编译器会将地址0x0018的对象的值缓存起来，而后每次while的时候都从缓存中读取。虽然STATUS_REG的值是const unsigned char *，但这仅仅表示STATUS_REG寄存器是个只读寄存器，咱们不可以在代码中去写这个寄存器，但并不表示这个寄存器是不可以改变的。硬件完成了它的任务以后，就会把状态设置成空闲，所以该寄存器的最后一位在咱们循环的时候极可能已经发生了变化。所以在这样的地方，咱们要禁止编译器自做聪明的优化，方法以下：

const volatile unsigned char *STATUS_REG   = 0x0018;    /* status register */

总结此例：

从const角度看，说明了用const修饰表达了咱们本身的代码不会改变所修饰的对象的值，可是硬件有可能改变此对象的值。

从volatile角度看，因为以前变量const修饰了变量，致使了此变量“只读”。然而循环过程当中该变量又存在连续不变的状况，编译器就多管闲事的作了优化，致使后来寄存器发生变化也仍是死不要脸的进入循环，因此就加入volatile来告诫编译器不要乱优化。

经过以上举例，咱们概括总结如下const和volatile类型修饰符：

1.咱们须要明白“volatile”的含义并不是是“non-const”，因此他们才能够放在一块儿。

2.在C/C++语言中，const没有反义词，若是一个变量没有const修饰，那它自己就是const的反义词，而并不是加上volatile才是const的反义词。

3.volatile标识一个变量意味着这个变量可能被非本程序的其余过程改变。若是一个变量不会被本程序改变，一般可能给它加上const，但若是该变量可能被其余程序改变而本程序又在检测这个变量的值，就须要给它加上volatile，因而变量就同时有volatile和const了。二者同时修饰一个对象的典型状况，是用于驱动中访问外部设备的只读寄存器。

4.对于非指针非引用的变量，const volatile同时修饰的意义确实不大（我的以为）。

 

如今就很好解答《C语言深度解剖》中的问题了，题述：

const volatile int i=10；这行代码有没有问题？若是没有，那 i 究竟是什么属性？

回答一：没有问题，例如只读的状态寄存器。它是volatile，由于它可能被意想不到地改变；它是const，由于程序不该该试图去修改它。volatile和const并不矛盾，只是控制的范围不同，一个在程序自己以外，另外一个是程序自己。

回答二：没问题，const和volatile这两个类型限定符不矛盾。const表示（运行时）常量语义：被const修饰的对象在所在的做用域没法进行修改操做，编译器对于试图直接修改const对象的表达式会产生编译错误。volatile表示“易变的”，即在运行期对象可能在当前程序上下文的控制流之外被修改（例如多线程中被其它线程修改；对象所在的存储器可能被多个硬件设备随机修改等状况）：被volatile修饰的对象，编译器不会对这个对象的操做进行优化。一个对象能够同时被const和volatile修饰，代表这个对象体现常量语义，但同时可能被当前对象所在程序上下文意外的状况修改。