const、extern、volatile关键字的作用

旧城等待， 2023-05-31 02:53 55阅读 0赞

**1.const关键字**

const是constant的缩写形式，只要一个变量前面用const来修饰，就意味着该变量里的数据可以被访问，不能被修改，即只读变量。通常来说，const修饰一个变量时，一定要给这个变量初始化，若不初始化，后面就无法对其初始化。const离谁进，谁就不能被修改，如果const在最前面，则将其后移一位也是等效的。

const的作用：

（1）为代码阅读者传达有用信息。声明一个参数为常量是为了告诉用户这个参数的应用目的。

（2）给优化器一些附加信息。使用关键字const能产生更紧凑的代码。

（3）合理使用关键字const可以使编译器很自然的保护那些不希望被修改的参数，防止无意的代码修改带来的错误，减少bug的出现。

const的应用：

（1）常数据成员。如果想要阻止一个变量被改变，可使用const。但是要注意必须得先初始化。如果此变量为类的数据成员，则为类的常数据成员。如果在一个类中声明了常数据成员，则任何函数中都不能对该成员赋值。构造函数 初始化该成员就只能通过初始化列表。对于类类型而言，const可用来修饰类对象，此时即为常对象。

//变量a为只读变量，在程序运行过程中不可修改其值
    const int a = 10;
    const A a；        //常对象

与基本数据类型的常量相似，常对象的值也是不能被改变的。在C++的语法中，对基本数据类型的常量提供了可靠的保护。

（2）对于指针而言，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指向的数据为const，或二者同时指定为const。

//当const与*共同使用时，遵循规则为左定值，右定向，即const在*左边时，表示指针所指向的数据不能被修改，const在*右边时，表示指针本身不能被修改，即指向不能被修改。
    
    int b;
    const int* p1 = &b;     //p1可变，*p1不可变，即*p1不能修改，但是p1可以转向。
                            //等价于int const* p1;
    int* const p2 = &b;     //p2不可变，*p2可变，即*p2可以修改，但是p2不能转向。
    const int* const p3 = &b;    //p3不可变，*p3也不可变，既不能修改*p3，p3也不能转向。

（3）在函数声明中，const可以修饰形参，表明该输入参数在函数内部不可以改变其值。

int fun(const int a,int b);        //表明传递过来的参数在函数内不可以改变

（4）修饰类的成员函数，表明其是一个常成员函数。

void fun() const;

需要注意的是：（1）const是函数类型的一个组成部分，因此在函数的定义部分也要带const关键字。（2）如果将一个对象声明为常对象，则通过该常对象只能调用它的常成员函数，而不能调用其他成员函数（这就是C++从语法机制上对常对象的保护，也是常对象唯一的对外接口方式）。（3）无论是否通过常对象调用常成员函数，在常成员函数调用期间，目的对象都被视同为常对象，因此常成员函数不能更新目的对象的数据成员，也不能针对目的对象调用该类中没有用const修饰的成员函数，这就保证了在常成员函数中不会更改目的对象的数据成员的值。（4）const关键字可以用于对重载函数的区分，即void fun();和void fun() const;这是对fun()函数的重载如果仅仅以const关键字为区分对成员函数的重载，那么通过非const的对象调用该函数，两个重载的函数都可以与之匹配，这时编译器将选择最近的重载函数——不带const关键字的函数。

（5）修饰类的成员函数的返回值，使得其返回值不为左值。

const int fun();        //此时的const无意义
    const class_name fun();    //函数返回自定义类型

（6）常引用。如果在声明引用时用const修饰，那么被声明的引用就是常引用。常引用所引用的对象不能被更新。如果用常引用用作形参，便不会意外地发生对实参的更改。有时也相当于给函数的形参修饰const。常引用的声明形式为：

const 类型说明符 &引用名；
    const A &a;        //A为一类名

非const的引用只能绑定到普通的对象，而不能绑定到常对象，但常引用可以绑定到常对象上。一个常引用无论是绑定到一个普通对象上还是常对象上，通过该引用访问该对象时，都只能把该对象当作常对象。这意味着对于基本数据类型的引用，则不能为数据赋值，对于类类型的引用，则不能修改它的数据成员，也不能调用它的非const的成员函数。

**const与define的区别**

（1）编译器处理方式不同：define在预编译阶段进行替换；const在编译时确定其值。

（2）类型检查：define无类型，不会进行类型安全检查，可能会发生错误；const有数据类型，编译时会进行类型检查。

（3）内存空间：define不分配内存，有多少次使用就进行多少次替换，在内存中会有多个拷贝，消耗内存大；const在静态存储区中分配内存，在程序运行过程中只有一次拷贝。

**2.extern关键字**

extern关键字可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量或函数时在其他模块中寻找其定义。此外，extern也可以用来进行链接指定。

（1）链接指定。当extern与“c”一起使用时（extern c）表示编译器在编译时需要按照C语言的规则去编译，而不是C++的规则。

（2）声明函数或全局变量的作用范围的关键字，其声明的函数和变量可以在本模块或者其他模块中使用，记住它是一个声明不是定义。

（3）extern函数声明。如果函数的声明中带有关键字extern，仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义，没有其他作用。extern与include相比，extern引用另一个文件的范围小，include可以引用另一个文件的全部内容。

**volatile关键字**

volitile的意思是易变的，也就是说，在程序运行过程中，有一些变量可能会被莫名其妙的改变，而优化器为了节约时间，有时候不会重读这个变量的真实值，而是去读在寄存器里的备份，这样的话，这个变量的真实值反而会被优化器给优化掉了。如果使用了这个关键字来修饰，就是通知编译器别偷懒，老老实实去重新读一遍。由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会减少存取外部RAM的优化，但又可能会读脏数据。

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。精确地来说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心的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。以下是volatile变量的几个例子：

（1）并行设备的硬件寄存器。

（2）一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量。

（3）多线程应用中被几个任务共享的变量嵌入式系统程序啊经常同硬件、中断等打交道，所以这些都要求volatile变量。