C語言const和volatile關鍵字

      這部分內容比較簡單，我這裡直接先做總結，然後通過寫三個測試程式碼，體會其中的關鍵點

一、總結

      1、const使得變數具有隻讀屬性(但是不一定就是不能更改)

      2、const不能定義真正意義上的常量(因為有的用const定義的變數，仍然可以更改)

      3、const將具有全域性生命期的變數儲存於只讀儲存區(這個是對現代編譯器是這樣的，但是對ANSI編譯器，仍然可以更改)

      4、volatile強制編譯器減少優化，必須每次從記憶體中取值

       5、const修飾的變數不是一個真的常量，它只是告訴編譯器該變數不能出現在賦值符號的左邊

       6、在現在C編譯器中，修改const全域性變數將導致程式崩潰

       7、c語言中字串字面量儲存於只讀儲存區中，在程式中需要使用const char*指標(這句話的意思就是用const char*修飾的字串字面量時(包括區域性和全域性的字串字面量)，字串字面量是儲存在全域性只讀儲存區的，不能更改，更改會導致程式崩潰或者段錯誤)

       8、const修飾函式引數表示在函式體內不希望改變引數的值(注意：這裡是不希望，那到底能不能更改，這得分情況)

       9、const修飾函式返回值表示返回值不可更改，多用於返回指標情況

二、下面通過幾個測試程式碼體會上面結論（平臺：Ubuntu10 gcc 編譯器）

        第1個例子是const修飾變數情況

#include <stdio.h>

const int g_cc = 4;

int main()
{
    const const int cc = 0x01;
    int* p = (int*)&cc;  
    
    printf("cc = %d *p = 0x%x\n",cc,*p);
    
    //cc = 2;  //編譯通過，執行錯誤，因為cc被定義成const區域性變數，不能出現在賦值符號左邊，執行時導致程式段錯誤
    *p = 3;    //編譯和執行都通過，因為cc是區域性變數，所以不管是ANSI還是現代GCC編譯器都可以更改，同時也說明了用const修飾變數只是說明這個變數不能出現在賦值符號的左邊，但是依然可以更改，但是假如如果cc是全域性變數，那就不一定了，如果是ANSI編譯器是可以更改的(你可以用BCC編譯器試下，BCC就是早期的ANSI編譯器)因為早期編譯器把const修飾的變數還是儲存在全域性資料區可以更改，如果是現在的VC或者GCC編譯器是不可以更改的，因為現代編譯器把const修飾的全域性變數儲存在全域性只讀儲存區中，更改會出錯
    
    printf("cc = %d *p = %d\n",cc,*p);    
    
    p = (int*)&g_cc;
    printf("g_cc = %d *p = %d\n",g_cc,*p);
    
    //*p = 5;  //編譯通過，執行錯誤，因為g_cc被定義成const全域性變數，又因為GCC屬於現代編譯器所以g_cc被分配到全域性只讀儲存區，不能更改，更改導致段錯誤
    //printf("g_cc = %d *p = %d\n",g_cc,*p);
    return 0;
}
 

上面的程式碼你可以把遮蔽部分程式碼開啟自己除錯，其實是不能執行的，程式碼註釋解釋的很清楚，這裡不說了，看下輸出結果：

其實我開始除錯時cc變數的型別是unsigend char，出現了一個意外問題，你們看下輸出，然後自己想下為什麼？(這其實是指標型別問題，後面我會講這個問題)

    第2個例子是const修飾函式返回值、函式引數、字串情況

注意：我會在程式裡面提問18個問題，你看看你們能不能回答出來答案

#include <stdio.h>

const unsigned char *s1 = "G_hello world";

unsigned char a = 9;

unsigned char* fun(const unsigned char s,const unsigned char *str)
{
    unsigned char *p = (unsigned char*)&s;
    
    //s = 2;                             //（1）為什麼編譯錯誤
    
    *p = 1;                              //（2）p指標指向s，但是s是const修飾的，不能更改，但是這裡為啥能夠更改
    printf("s = %d *p = %d\n",s,*p);
    
    p = (unsigned char*)str;
    
    //*p = '_';                          //（3）為什麼編譯通過，執行段錯誤
    
    printf("str = %s\np = %s\n",str,p);
     
    return "ABCDEF GHIJK";               //（4）這種定義的字串字面量和使用字元指標指向字串字面量有啥區別，還是一樣的？
}

int main()
{
    const unsigned char *s2 = "Hello world";//（5）s2指標指向的內容能不能更改？
    unsigned char *s3  = "LMNOP ORST";      //（6）你們看到s3比s2少了一個const,那編譯會不會出錯？ s3指向內容能不能更改呢？那和s2有啥區別呢？
    unsigned char *s4  = "LMNOP ORST";      //（7）s4和s3指向的內容都是一樣的，那他們地址是不是一樣的呢？
    unsigned char s5[] = "LMNOP ORST";      //（8）s5和s3一個是陣列，一個是指標，那他們有啥區別呢？而且他們內容也是相同的，那他們的地址是不是也是一樣的呢
    const unsigned char s6[] = "LMNOP ORST";//（9）s6比s5多了一個const，多了這個導致有啥區別麼？
    
    const unsigned char i = 2;
    const static unsigned char j = 3;       //（10）j比i多了一個static，多了這個導致有啥區別麼？
    unsigned char *pc = fun(i,s2);          
    
    printf("&i = %p &a = %p\n",&i,&a);
    printf("&j = %p j = %d\n",&j,j);
    printf("s1 = %p s2 = %p\n",s1,s2);
    printf("s3 = %p s4 = %p\n",s3,s4); 
    printf("s5 = %p s5 = %s\n",s5,s5);          
    printf("s6 = %p s6 = %s\n",s6,s6); 
    printf("pc = %p\npc = %s\n",pc,pc);
    
    //（11）通過觀測這麼多變數，字元指標，陣列你發現什麼規律沒(從地址去觀察)
    
    //j = 4;                               //編譯出錯，我們通過終端打印發現j是儲存在全域性只讀區域中，所以不能更改
    pc = &j;                               //編譯出現警告，執行通過，因為指標可以指向任何地方
    //*pc = 5;                             //編譯通過，執行段錯誤，因為pc指向的是全域性只讀區域，所以不能更改
    
    //*pc = '!';                           //（12）編譯通過，為什麼執行段錯誤
    //*s2 = '_';                           //（13）為什麼編譯錯誤
    pc = s2;    //編譯出現警告，因為型別不一樣
    
    //*pc = '$';                           //（13）編譯通過，為什麼執行段錯誤
    
    //*s3 = 'A';                           //（14）編譯通過，為什麼執行段錯誤
    pc = s3;
    //*pc = '_';                           //（15）編譯通過，為什麼執行段錯誤
    
    printf("更改前：s5 = %s\n",s5);
    s5[0] = 'A';
    pc = s5;
    *(pc + 1) = 'B';
    printf("更改後：pc = %s s5 = %s\n",pc,s5);
    
    printf("更改前：s6 = %s\n",s6);
    //s6[0] = 'A';                          //（16）為什麼不能更改
    pc = &s6[0];
    *pc = 'A';                              //（17）為什麼用一個指標卻可以更改s6呢，再從地址觀察s5和s6，有啥發現
    printf("更改後：pc = %s s6 = %s\n",pc,s6);
    
    return 0;
}

我們看下終端輸出：

現在回答上面的17個答案：

    （1）：因為被const關鍵字修飾變數，不能出現在賦值符號左邊，所以編譯出錯

     （2）：因為用const定義變數只是告訴編譯器不能出現賦值符號左邊，但是本質還是變數，這裡就是區域性變數，還是可以通過指標修改它的值

    （3）：編譯肯定通過，因為p是指標當然可以指向任何地方，執行錯誤是因為p指標指向的是字串字面量，而字串字面量是儲存在全域性只讀儲存區，所以執行錯誤（具體為什麼是全域性只讀區域，後面我在（11）提問裡面會說）

    （4）：其實是一樣的，因為我們從終端地址發現他們都在0x80487XXH記憶體區域裡面，而這個區域就是全域性只讀區域，都是不能更改的（具體為什麼是全域性只讀區域，後面我在（11）提問裡面會說）

    （5）：不能更改的，因為定義的字串指標是指向字串字面量，而字串字面量儲存的區域是全域性只讀區，所以不能更改，有的人問，你怎麼知道是全域性只讀區域，這個在（11）的提問裡面回答這個問題

    （6）：編譯是不會出錯的(包括編譯和執行)，s3指向的內容也是不能更改的，這個在後面我會給你驗證的，其實你從終端列印的地址也能看出來的，因為你發現他們都是儲存在0x80487XX的地址區域，而這個區域都是全域性只讀區域，所以不能更改，還有和s2有什麼區別，其實我認為是沒有區別的，因為他們都不能更改，而且儲存的區域也都一樣，所以我認為沒有區別

    （7）：通過終端列印我們發現地址居然一樣，編譯器居然為了節省空間(我猜想的)，只儲存一個"LMNOP ORST"，當然他們都是存在只讀記憶體空間，不能更改，比較安全，如果是可更改空間，那可就出大事了，修改其中一個內容值，另外一個變數內容也跟著更改了

    （8）：首先s3是字元指標，指向內容是一個字串字面量，而且s3指向內容的區域是全域性只讀區域，所以不能更改，而s5是陣列是可以更改的，而且s5是區域性的，也就是儲存在棧中，臨時分配的記憶體，函式執行完釋放掉，同時通過終端列印我們也發現s3和s5記憶體地址也是完全不一樣的，相差很多，因為一個是全域性只讀區域，另一個是區域性記憶體區域(就是棧)

    （9）：s6和s5的區別是，s5可以直接更改，就是s[0] = 'A';,而s6是不能直接更改的，s6[0] = 'A'編譯器在編譯時就會報錯，但是他們都是儲存在區域性記憶體區域(就是棧)，這個區域是可以通過指標進行更改的，所以s6還是可以更改的，通過終端打印發現他們地址也很接近

    （10）：j和i的區別是，j儲存在全域性只讀區域，不能更改，i是儲存在棧中，是可以更改的，但是不能直接更改，必須通過指標進行更改，通過終端列印也發現，j的地址和s1、a的地址都很接近，所以j肯定是全域性只讀區域(為什麼是隻讀區域，後面我會驗證，因為經過驗證它不能更改)

    （11）：總結：

                 首先我們肯定知道s1肯定是全域性區域，又由於s1不能更改(這個我沒寫程序序裡面，你們可以自己去驗證下， 其實真的不能更改)，所以s1儲存在全域性只讀區域，又因為s1跟j、s2、s3、s4、pc，所以這些變數儲存的內容都是儲存在全域性只讀區域內，不能更改，但是你們發現沒，a變數肯定也是全域性變數，但是它確是可以更改的，所以a和s1地址肯定不一樣，通過終端打印發現，他們確實不挨著，而且相差也不是很多，因為他們都在全域性區域內

                  其次：通過這個例子我們知道用const unsigned char*定義的指標指向了字串字面量是不能更改的，而且是儲存在全域性只讀儲存區的(這裡記住，即使沒有const也是全域性只讀區域，s3就是這樣的)，要是也想把區域性變數也定義到全域性只讀儲存區中，需要用const static關鍵字(比如這裡的j變數就是)，而且我們還發現，字串指標如果只向內容是一樣的，編譯器居然為了省空間，地址居然是一樣的

                  再次： 字串指標和陣列，是有區別的，他們只向的內容儲存的區域不一樣，字串指標是全域性只讀區域，而陣列是棧中，可以更改，雖然有的加了onst但是通過指標還是可以更改    

    （12）：因為pc指標指向fun函式返回的內容是儲存在全域性只讀區域，不能更改，所以執行錯誤

    （13）：因為const定義變數是不能出現在賦值符號左邊，而且s2指標，指向的內容是字串字面量，是儲存在全域性只讀區域內，是不能更改的

    （14）：因為s3指標，指向的內容是字串字面量，是儲存在全域性只讀區域內，是不能更改的

    （15）：同上

    （16）：因為s6是const關鍵字定義的區域性變數，是不能出現在賦值符號左邊，但是可以更改，不能這樣直接更改，需要用指標進行更改

    （17）：通過終端打印發現s5和s6地址很接近，因為他們都是區域性變數，儲存在棧中，但是因為s6是用const關鍵字定義變數，是不能出現在賦值符號左邊的，但是又因為s6是儲存在區域性變數區域，所以可以通過指標進行更改

       講的很囉嗦，希望不要見怪

本文主要參考了"狄泰軟體C進階視訊教程”