volatile
的本意是“易变的”
,volatile
关键字是一种类型修饰符,
用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如操作系统、硬件或者其它线程
等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
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寄存。例如:
volatile int i=10;
int a = i;
。。。
//
其他代码,并未明确告诉编译器,对
i
进行过操作
int b = i;
volatile
指出
i
是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从
i
的地址中读取,因而编译器生成的汇编代码会重新从
i
的地址读取数据放在
b
中。而优化做法是,由于编译器发现两次从
i
读数据的代码之间的代码没有对
i
进行过操作,它会自动把上次读的数据放在
b
中。而不是重新从
i
里面读。这样以来,如果
i
是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,
所以说
volatile
可以保证对特殊地址的稳定访问。
注意,在
vc6
中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编代码,测试有无
volatile
关键字,对程序最终代码的影响。首先用
classwizard
建一个
win32 console
工程,插入一个
voltest.cpp
文件,输入下面的代码:
#include <stdio.h>
void main()
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d/n",a);
//
下面汇编语句的作用就是改变内存中
i
的值,但是又不让编译器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
int b = i;
printf("i= %d/n",b);
然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 32
然后,在
release
版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明,
release
模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的
i
值。下面,我们把
i
的声明加上
volatile
关键字,看看有什么变化:
#include <stdio.h>
void main()
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d/n",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
int b = i;
printf("i= %d/n",b);
分别在调试版本和
release
版本运行程序,输出都是:
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用!
关于
volatile
的补充信息:
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:
1).
并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
2).
一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量
(Non-automatic variables)
3).
多线程应用中被几个任务共享的变量
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。
嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、
RTOS
等等打交道,所用这些都要求
volatile
变量
。不懂得
volatile
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,怀疑这否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得
volatile
的重要性:
1).
一个参数既可以是
const
还可以是
volatile
吗?解释为什么。
2).
一个指针可以是
volatile
吗?解释为什么。
3).
下面的函数有什么错误:
int square(volatile int *ptr)
return *ptr * *ptr;
下面是答案:
1).
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。
2).
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。
3).
这段代码的有个恶作剧。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;
mutable
关键字
mutalbe
的中文意思是“可变的,易变的”,跟
constant
(既
C++
中的
const
)是反义词。在
C++
中,
mutable
也是为了突破
const
的限制而设置的。被
mutable
修饰的变量
(mutable
只能由于修饰类的非静态数据成员
)
,将永远处于可变的状态,即使在一个
const
函数中。
我们知道,假如类的成员函数不会改变对象的状态,那么这个成员函数一般会声明为
const
。但是,有些时候,我们需要在
const
的函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员,那么这个数据成员就应该被
mutalbe
来修饰。下面是一个小例子:
class ClxTest
public:
void Output() const;
void ClxTest::Output() const
cout << "Output for test!" << endl;
void OutputTest(const ClxTest& lx)
lx.Output();
类
ClxTest
的成员函数
Output
是用来输出的,不会修改类的状态,所以被声明为
const
。
函数
OutputTest
也是用来输出的,里面调用了对象
lx
的
Output
输出方法,为了防止在函数中调用成员函数修改任何成员变量,所以参数也被
const
修饰。
假如现在,我们要增添一个功能:计算每个对象的输出次数。假如用来计数的变量是普通的变量的话,那么在
const
成员函数
Output
里面是不能修改该变量的值的;而该变量跟对象的状态无关,所以应该为了修改该变量而去掉
Output
的
const
属性。这个时候,就该我们的
mutable
出场了,只要用
mutalbe
来修饰这个变量,所有问题就迎刃而解了。下面是修改过的代码:
class ClxTest
public:
ClxTest();
~ClxTest();
void Output() const;
int GetOutputTimes() const;
private:
mutable
int m_iTimes;
ClxTest::ClxTest()
m_iTimes = 0;
ClxTest::~ClxTest()
void ClxTest::Output() const
cout << "Output for test!" << endl;
m_iTimes++;
int ClxTest::GetOutputTimes() const
return m_iTimes;
void OutputTest(const ClxTest& lx)
cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
lx.Output();
cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
计数器
m_iTimes
被
mutable
修饰,那么它就可以突破
const
的限制,在被
const
修饰的函数里面也能被修改。
参考:
http://blog.csdn.net/wuliming_sc/article/details/3717017
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