C/C++中 const,extern,static,volatile的使用

1.const的用法：
为什么使用const？
采用符号常量写出的代码更容易维护；指针常常是边读边移动，而不是边写边移动；许多函数参数是只读不写的。const最常见用途是作为数组的界和switch分情况标号（也可以用枚举符代替）

用法1：常量
取代了C中的宏定义，声明时必须进行初始化。const限制了常量的使用方式，并没有描述常量应该如何分配。如果编译器知道了某const的所有使用，它甚至可以不为该const分配空间。最简单的常见情况就是常量的值在编译时已知，而且不需要分配存储。―《C++ Program Language》
用const声明的变量虽然增加了分配空间，但是可以保证类型安全。
C标准中，const定义的常量是全局的，C++中视声明位置而定。

用法2：指针和常量
使用指针时涉及到两个对象：该指针本身和被它所指的对象。将一个指针的声明用const“预先固定”将使那个对象而不是使这个指针成为常量。要将指针本身而不是被指对象声明为常量，必须使用声明运算符*const。
所以出现在 * 之前的const是作为基础类型的一部分：

char *const cp; //到char的const指针

char const *pc1; //到const char的指针

const char *pc2;

从右向左读的记忆方式：
cp is a const pointer to char.
pc2 is a pointer to const char.

用法3：const修饰函数传入参数
将函数传入参数声明为const，以指明使用这种参数仅仅是为了效率的原因，而不是想让调用函数能够修改对象的值。同理，将指针参数声明为const，函数将不修改由这个参数所指的对象。
通常修饰指针参数和引用参数：

void Fun( const A *in); //修饰指针型传入参数

void Fun(const A &in);

用法4：修饰函数返回值
可以阻止用户修改返回值。返回值也要相应的付给一个常量或常指针。

用法5：const修饰成员函数
const对象只能访问const成员函数，而非const对象可以访问任意的成员函数，包括const成员函数；
const对象的成员是不能修改的，而通过指针维护的对象确实可以修改的；
const成员函数不可以修改对象的数据，不管对象是否具有const性质。编译时以是否修改成员数据为依据进行检查。

2.static的用法：
静态变量作用范围在一个文件内，程序开始时分配空间，结束时释放空间，默认初始化为0，使用时可以改变其值。
静态变量或静态函数只有本文件内的代码才能访问它，它的名字在其它文件中不可见。
用法1：函数内部声明的static变量，可作为对象间的一种通信机制
如果一局部变量被声明为static，那么将只有唯一的一个静态分配的对象，它被用于在该函数的所有调用中表示这个变量。这个对象将只在执行线程第一次到达它的定义使初始化。
用法2：局部静态对象
对于局部静态对象，构造函数是在控制线程第一次通过该对象的定义时调用。在程序结束时，局部静态对象的析构函数将按照他们被构造的相反顺序逐一调用，没有规定确切时间。
用法3：静态成员和静态成员函数
如果一个变量是类的一部分，但却不是该类的各个对象的一部分，它就被成为是一个static静态成员。一个static成员只有唯一的一份副本，而不像常规的非static成员那样在每个对象里各有一份副本。同理，一个需要访问类成员，而不需要针对特定对象去调用的函数，也被称为一个static成员函数。
类的静态成员函数只能访问类的静态成员（变量或函数）。

3.extern的用法：
extern可以声明其他文件内定义的变量。在一个程序里，一个对象只能定义一次，它可以有多个声明，但类型必须完全一样。如果定义在全局作用域或者名字空间作用域里某一个变量没有初始化，它会被按照默认方式初始化。
将变量或函数声明成外部链接，即该变量或函数名在其它函数中可见。被其修饰的变量（外部变量）是静态分配空间的，即程序开始时分配，结束时释放。
在C++中，还可以指定使用另一语言链接，需要与特定的转换符一起使用。
extern “C” 声明语句
extern “C” { 声明语句块 }

extern 表明该变量在别的地方已经定义过了,在这里要使用那个变量.
static 表示静态的变量，分配内存的时候, 存储在静态区,不存储在栈上面.

static 作用范围是内部连接的关系,和extern有点相反.它和对象本身是分开存储的,extern也是分开存储的,但是extern可以被其他的对象用extern 引用,而static 不可以,只允许对象本身用它.

4.volatile的用法：
类型修正符（type-modifier），限定一个对象可被外部进程（操作系统、硬件或并发进程等）改变。volatile与变量连用，可以让变量被不同的线程访问和修改。声明时语法：
int volatile vInt;
常用于像中断处理程序之类的异步进程进行内存单元访问。
除了基本类型外，对用户定义类型也可以用volatile类型进行修饰。
注意：可以把一个非volatile int赋给volatile int，但是不能把非volatile对象赋给一个volatile对象。
一个有volatile标识符的类只能访问它接口的子集，一个由类的实现者控制的子集。用户只能用const_cast来获得对类型接口的完全访问。此外，volatile向const一样会从类传递到它的成员。

---

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
回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。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。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
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断服务子程序修改一个指向一个buffer的指针时。
3)这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返回指针*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;
}


---

1.const的用法：
为什么使用const？
采用符号常量写出的代码更容易维护；指针常常是边读边移动，而不是边写边移动；许多函数参数是只读不写的。const最常见用途是作为数组的界和switch分情况标号（也可以用枚举符代替）

用法1：常量
取代了C中的宏定义，声明时必须进行初始化。const限制了常量的使用方式，并没有描述常量应该如何分配。如果编译器知道了某const的所有使用，它甚至可以不为该const分配空间。最简单的常见情况就是常量的值在编译时已知，而且不需要分配存储。―《C++ Program Language》
用const声明的变量虽然增加了分配空间，但是可以保证类型安全。
C标准中，const定义的常量是全局的，C++中视声明位置而定。

用法2：指针和常量
使用指针时涉及到两个对象：该指针本身和被它所指的对象。将一个指针的声明用const“预先固定”将使那个对象而不是使这个指针成为常量。要将指针本身而不是被指对象声明为常量，必须使用声明运算符*const。
所以出现在 * 之前的const是作为基础类型的一部分：

char *const cp; //到char的const指针

char const *pc1; //到const char的指针

const char *pc2;

从右向左读的记忆方式：
cp is a const pointer to char.
pc2 is a pointer to const char.

用法3：const修饰函数传入参数
将函数传入参数声明为const，以指明使用这种参数仅仅是为了效率的原因，而不是想让调用函数能够修改对象的值。同理，将指针参数声明为const，函数将不修改由这个参数所指的对象。
通常修饰指针参数和引用参数：

void Fun( const A *in); //修饰指针型传入参数

void Fun(const A &in);

用法4：修饰函数返回值
可以阻止用户修改返回值。返回值也要相应的付给一个常量或常指针。

用法5：const修饰成员函数
const对象只能访问const成员函数，而非const对象可以访问任意的成员函数，包括const成员函数；
const对象的成员是不能修改的，而通过指针维护的对象确实可以修改的；
const成员函数不可以修改对象的数据，不管对象是否具有const性质。编译时以是否修改成员数据为依据进行检查。

2.static的用法：
静态变量作用范围在一个文件内，程序开始时分配空间，结束时释放空间，默认初始化为0，使用时可以改变其值。
静态变量或静态函数只有本文件内的代码才能访问它，它的名字在其它文件中不可见。
用法1：函数内部声明的static变量，可作为对象间的一种通信机制
如果一局部变量被声明为static，那么将只有唯一的一个静态分配的对象，它被用于在该函数的所有调用中表示这个变量。这个对象将只在执行线程第一次到达它的定义使初始化。
用法2：局部静态对象
对于局部静态对象，构造函数是在控制线程第一次通过该对象的定义时调用。在程序结束时，局部静态对象的析构函数将按照他们被构造的相反顺序逐一调用，没有规定确切时间。
用法3：静态成员和静态成员函数
如果一个变量是类的一部分，但却不是该类的各个对象的一部分，它就被成为是一个static静态成员。一个static成员只有唯一的一份副本，而不像常规的非static成员那样在每个对象里各有一份副本。同理，一个需要访问类成员，而不需要针对特定对象去调用的函数，也被称为一个static成员函数。
类的静态成员函数只能访问类的静态成员（变量或函数）。

3.extern的用法：
extern可以声明其他文件内定义的变量。在一个程序里，一个对象只能定义一次，它可以有多个声明，但类型必须完全一样。如果定义在全局作用域或者名字空间作用域里某一个变量没有初始化，它会被按照默认方式初始化。
将变量或函数声明成外部链接，即该变量或函数名在其它函数中可见。被其修饰的变量（外部变量）是静态分配空间的，即程序开始时分配，结束时释放。
在C++中，还可以指定使用另一语言链接，需要与特定的转换符一起使用。
extern “C” 声明语句
extern “C” { 声明语句块 }

extern 表明该变量在别的地方已经定义过了,在这里要使用那个变量.
static 表示静态的变量，分配内存的时候, 存储在静态区,不存储在栈上面.

static 作用范围是内部连接的关系,和extern有点相反.它和对象本身是分开存储的,extern也是分开存储的,但是extern可以被其他的对象用extern 引用,而static 不可以,只允许对象本身用它.

4.volatile的用法：
类型修正符（type-modifier），限定一个对象可被外部进程（操作系统、硬件或并发进程等）改变。volatile与变量连用，可以让变量被不同的线程访问和修改。声明时语法：
int volatile vInt;
常用于像中断处理程序之类的异步进程进行内存单元访问。
除了基本类型外，对用户定义类型也可以用volatile类型进行修饰。
注意：可以把一个非volatile int赋给volatile int，但是不能把非volatile对象赋给一个volatile对象。
一个有volatile标识符的类只能访问它接口的子集，一个由类的实现者控制的子集。用户只能用const_cast来获得对类型接口的完全访问。此外，volatile向const一样会从类传递到它的成员。

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一.const的用法：
为什么使用const？
采用符号常量写出的代码更容易维护；指针常常是边读边移动，而不是边写边移动；许多函数参数是只读不写的。const最常见用途是作为数组的界和switch分情况标号（也可以用枚举符代替）

用法1：常量
取代了C中的宏定义，声明时必须进行初始化。const限制了常量的使用方式，并没有描述常量应该如何分配。如果编译器知道了某const的所有使用，它甚至可以不为该const分配空间。最简单的常见情况就是常量的值在编译时已知，而且不需要分配存储。―《C++ Program Language》
用const声明的变量虽然增加了分配空间，但是可以保证类型安全。C标准中，const定义的常量是全局的，C++中视声明位置而定。

用法2：指针和常量
使用指针时涉及到两个对象：该指针本身和被它所指的对象。将一个指针的声明用const“预先固定”将使那个对象而不是使这个指针成为常量。要将指针本身而不是被指对象声明为常量，必须使用声明运算符*const。所以出现在 * 之前的const是作为基础类型的一部分：

char *const cp; //到char的const指针

//（后两个声明是等同的）

char const *pc1; //到const char的指针

const char *pc2; //到const char的指针


从右向左读的记忆方式：
cp is a const pointer to char.
pc2 is a pointer to const char.

用法3：const修饰函数传入参数

将函数传入参数声明为const，以指明使用这种参数仅仅是为了效率的原因，而不是想让调用函数能够修改对象的值。同理，将指针参数声明为const，函数将不修改由这个参数所指的对象。
通常修饰指针参数和引用参数：

void Fun(const A *in); //修饰指针型传入参数

void Fun(const A &in); //修饰引用型传入参数

用法4：修饰函数返回值

可以阻止用户修改返回值。返回值也要相应的付给一个常量或常指针。

用法5：const修饰成员函数

//这个地方也理解不好啊！

const对象只能访问const成员函数，而非const对象可以访问任意的成员函数，包括const成员函数；
const对象的成员是不能修改的，而通过指针维护的对象确实可以修改的；
const成员函数不可以修改对象的数据，不管对象是否具有const性质。编译时以是否修改成员数据为依据进行检查。


2.static的用法：

全局静态变量怎么用？？

所谓的全局静态变量只在当前程序中有效。比如在a.c中定义了
static int i;
则只有a.c中的函数可以访问i，其它程序模块的无法直接访问这个变量，但可以通过a.c中所定义的函数间接访问。比如在a.c中定义两个函数：

int get_i()
{
    return i;
};

int set_i( int n )
{
    i=n;
}

以此获得及重新设置i的值。这在c环境下是一种较好的模拟C++风格的实现方法。因为你可以将a.c看作一个类，i看作a的成员，而get_i()和set_i()则看作这个类的成员函数。
静态变量作用范围在一个文件内，程序开始时分配空间，结束时释放空间，默认初始化为0，使用时可以改变其值。
静态变量或静态函数只有本文件内的代码才能访问它，它的名字在其它文件中不可见。
用法1：函数内部声明的static变量，可作为对象间的一种通信机制
如果一局部变量被声明为static，那么将只有唯一的一个静态分配的对象，它被用于在该函数的所有调用中表示这个变量。这个对象将只在执行线程第一次到达它的定义使初始化。
用法2：局部静态对象
对于局部静态对象，构造函数是在控制线程第一次通过该对象的定义时调用。在程序结束时，局部静态对象的析构函数将按照他们被构造的相反顺序逐一调用，没有规定确切时间。
用法3：静态成员和静态成员函数
如果一个变量是类的一部分，但却不是该类的各个对象的一部分，它就被成为是一个static静态成员。一个static成员只有唯一的一份副本，而不像常规的非static成员那样在每个对象里各有一份副本。同理，一个需要访问类成员，而不需要针对特定对象去调用的函数，也被称为一个static成员函数。
类的静态成员函数只能访问类的静态成员（变量或函数）。

3.extern的用法：
extern可以声明其他文件内定义的变量。在一个程序里，一个对象只能定义一次，它可以有多个声明，但类型必须完全一样。如果定义在全局作用域或者名字空间作用域里某一个变量没有初始化，它会被按照默认方式初始化。
将变量或函数声明成外部链接，即该变量或函数名在其它函数中可见。被其修饰的变量（外部变量）是静态分配空间的，即程序开始时分配，结束时释放。
在C++中，还可以指定使用另一语言链接，需要与特定的转换符一起使用。
extern “C” 声明语句
extern “C” { 声明语句块 }

4.volatile的用法：
类型修正符（type-modifier），限定一个对象可被外部进程（操作系统、硬件或并发进程等）改变。volatile与变量连用，可以让变量被不同的线程访问和修改。声明时语法：int volatile vInt;

除了基本类型外，对用户定义类型也可以用volatile类型进行修饰。
注意：可以把一个非volatile int赋给volatile int，但是不能把非volatile对象赋给一个volatile对象。
一个有volatile标识符的类只能访问它接口的子集，一个由类的实现者控制的子集。用户只能用const_cast来获得对类型接口的完全访问。此外，volatile向const一样会从类传递到它的成员。

volatile的本意是“易变的”

由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如：

bit bFlag="0";

int main(void)
{
    ...
    while (1)
    {
        if (bFlag) dosomething();
    }
}

/* 中断程序*/
void ISR(void)
{
    bFlag=1;
}

程序的本意是希望ISR中断产生时，在main当中调用dosomething函数，但是，由于编译器判
断在main函数里面没有修改过bFlag，因此可能只执行一次对从bFlag到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“bFlag副本”，导致dosomething永远也不会被调用。如果将将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行）。此例中bFlag也应该如此说明。

volatile是一个限定符，也称为keyword或描述符，"volatile 关键字指示字段可由操作系统、硬件或并发执行的线程在程序中进行修改。"

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。

一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；

2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；

3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义； 

声明方式为　　volatile declaration

备注
系统总是在 volatile 对象被请求的那一刻读取其当前值，即使上一条指令从同一对象请求值。而且，该对象的值在赋值时立即写入。

volatile 修饰符通常用于由多个线程访问而不使用 lock 语句来序列化访问的字段。使用 volatile 修饰符能够确保一个线程检索由另一线程写入的最新值。

另外，以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性（相互关联的几个标志读了一半被打断了重写），在1中可以通过关中断来实现，2中可以禁止任务调度，3中则只能依靠硬件的良好设计了。

volatile 的含义
volatile总是与优化有关，编译器有一种技术叫做数据流分析，分析程序中的变量在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效，分析结果可以用于常量合并，常量传播等优化，进一步可以死代码消除。但有时这些优化不是程序所需要的，这时可以用volatile关键字禁止做这些优化，volatile的字面含义是易变的，它有下面的作用：

1 不会在两个操作之间把volatile变量缓存在寄存器中。在多任务、中断、甚至setjmp环境下，变量可能被其他的程序改变，编译器自己无法知道，volatile就是告诉编译器这种情况。

2 不做常量合并、常量传播等优化，所以像下面的代码：

volatile int i = 1;
if (i > 0) ...

if的条件不会当作无条件真。

3 对volatile变量的读写不会被优化掉。如果你对一个变量赋值但后面没用到，编译器常常可以省略那个赋值操作，然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。

一个网友说：volatile的意思是什么？
很多时候，全局变量不一定是全局的，在多线程环境下可能产生微妙的错误，很有可能编译器为了优化，而把一个全局变量放入寄存器里。volatile修饰符就是明确告诉编译器，你他妈不准把这个变量优化到寄存器上，只能放内存里。