C语言学习之volatile

àì夳堔傛蜴生んèń 2024-03-30 13:50 54阅读 0赞

**目录**

1.volatile的理解

2.volatile的作用

1.寄存器与内存

2.volatile的作用

3.总结

3.几个小问题

1.问题一

2.问题二

3.问题三

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### 1.volatile的理解 ###

volatile作为C语言的32个关键字的其中一个，目前我们可能从未在代码中进行使用过。是因为它没有实际应用场景吗？并不是。volatile是一个特征修饰符，它是用来修饰易变的变量，告诉编译器每次需要读取这个变量时要到内存中去读取。

### 2.volatile的作用 ###

#### 1.寄存器与内存 ####

首先我们要清楚，我们定义的变量都是在主存中(register除外)，而每当我们需要对主存中数据进行操作时，CPU都需要先进行内存访问，然后将内存中的数据读取拷贝到寄存器中，最后在寄存器中对数据进行操作。CPU对各类存储器的访问速度如下：

![8751c40b8d5d41d8ab406f56fc6bb6fa.png][]

> **CPU访问速度从上到下呈递减规律；硬件存储容量从下到上呈递增规律**

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#### 2.volatile的作用 ####

我们通过下面一段代码来分析其作用：

#include<stdio.h>
    int main()
    {
    	//int flag = 1;             //不加flag修饰
    	volatile int flag = 1;   //volatile修饰
    	while (flag)
    	{
    		;
    	}
    	return 0;
    }

如上，我们写了一个死循环，而循程序其他地方没有对flag进行任何修改。这时，编译器就有很大概率会对代码进行优化，将flag变量缓存至寄存器中，使得CPU不在访问主存单元，直接对寄存器中的数据进行操作，提升CPU运行的速度。

但是，如果由于某种外部因素使的flag所在内存单元被修改了呢？如多线程，中断等情况。此时由于CPU没有不会访问内存更新数据，依旧会使用在寄存器保存的旧值，导致出错，显然我们不希望看到这种情况。这时我们就可以使用volatile，volatile关键字告诉编译器这个变量可能在某些情况会发生修改，使得编译器不进行优化，CPU每次使用这个变量需要重新读取内存。

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#### 3.总结 ####

> **volatile被称作易变关键字，作用是告诉编译器这个变量可能被修改，需要每次都从内存中访问这个变量，达到稳定访问内存**

### 3.几个小问题 ###

#### 1.问题一 ####

>  **问：**既然volatile是易变关键字，而const修饰变量代表变量的内容不能被修改，那么二者能不能一起使用，会不会冲突呢？
> 
>  **答：**可以一起使用，const要求你不要进行修改写入即可，而volatile意思是你读取数据的时候每次都要从内存中读取，两者并不冲突，作用的地方不同。

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#### 2.问题二 ####

>  **问：**volatile可以用来修饰指针吗？
> 
>  **答：**可以。volatile修饰指针表示指针指向空间的数据是易变的，编译器每次都需要访问内存。

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#### 3.问题三 ####

> **问：**以下函数能否实现计算一个整数的平方的功能？
> 
>     int Squa(volatile int* &ptr)       //声明为引用使外部可能更改
>     {
>     	int a = 0;
>     	int b = 0;
>     	a = *ptr;
>     	b = *ptr;
>     	return a*b;
>     }
> 
>  **答：**可能无法实现。volatile修饰\*ptr，因此代表ptr指向空间的数据是易变的，需要访问内存。因此前后两次解引用后所得数据可能不同。正确的写法应该是：
> 
>     int Squa(volatile int* &ptr)       //声明为引用使外部可能更改
>     {
>     	int a = 0;
>     	a = *ptr;
>     	return a*a;
>     }

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***以上，就是本期的全部内容。***

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