C语言中的关键字

 

附录2    C语言中的关键字

 

C语言共有32个关键字：

 

auto

break

case

char

const

continue

default

do

double

else

enum

extern

float

for

goto

if

int

long

register

return

short

signed

sizeof

static

struct

switch

typedef

union

unsigned

void

volatile类型修饰符

while

说明：

1、关键字auto用于说明自动变量，由于变量声明时默认情况下就是自动变量，所以很少使用。

2、volatile（易变的）表示该变量不经过赋值，其值也可能被改变（例如表示时钟的变量、表示通信端口的变量等）。

关键字就是被C语言本身使用的，不能作其它用途使用的字。关键字不能用作变量名，函数名。

C语言中的关键字  

auto ：声明自动变量 一般不使用  

double ：声明双精度变量或函数 

float：声明浮点型变量或函数 

int： 声明整型变量或函数  

short ：声明短整型变量或函数  

long ：声明长整型变量或函数 

struct：声明结构体变量或函数  

break：跳出当前循环  

else ：条件语句否定分支（与 if 连用） 

switch :用于开关语句  

case：开关语句分支  

enum ：声明枚举类型  

register：声明积存器变量  

typedef：用以给数据类型取别名  

char ：声明字符型变量或函数  

extern：声明变量是在其他文件正声明（也可以看做是引用变量）  

return ：子程序返回语句（可以带参数，也看不带参数）  

union：声明联合数据类型  

const ：声明只读变量  

unsigned：声明无符号类型变量或函数 

signed：生命有符号类型变量或函数 

continue：结束当前循环，开始下一轮循环  

for：一种循环语句(可意会不可言传） 

void ：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针 

default：开关语句中的“其他”分支  

goto：无条件跳转语句  

sizeof：计算数据类型长度  

volatile：说明变量在程序执行中可被隐含地改变  

do ：循环语句的循环体  

while ：循环语句的循环条件  

static ：声明静态变量  

根据关键字的作用，可以将关键字分为数据类型关键字和流程控制关键字两大类。

　　1 数据类型关键字

　　A.基本数据类型（5个）

　　void ：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显式丢弃运算结果

　　char ：字符型类型数据，属于整型数据的一种

　　int ：整型数据，通常为编译器指定的机器字长

　　float ：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种

　　double ：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种

　　B .类型修饰关键字（4个）

　　short ：修饰int，短整型数据，可省略被修饰的int。

　　long ：修饰int，长整形数据，可省略被修饰的int。

　　signed ：修饰整型数据，有符号数据类型

　　unsigned ：修饰整型数据，无符号数据类型

　　C .复杂类型关键字（5个）

　　struct ：结构体声明

　　union ：共用体声明

　　enum ：枚举声明

　　typedef ：声明类型别名

　　sizeof ：得到特定类型或特定类型变量的大小

　　D .存储级别关键字（6个）

　　auto ：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放。通常在栈上分配

　　static ：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部

　　register ：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数

　　extern ：指定对应变量为外部变量，即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和函数时在其他模块中寻找其定义。

　　const ：与volatile合称“cv特性”，指定变量不可被当前线程/进程改变（但有可能被系统或其他线程/进程改变）

　　volatile ：与const合称“cv特性”，指定变量的值有可能会被系统或其他进程/线程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值

　　2 流程控制关键字

　　A .跳转结构（4个）

　　return ：用在函数体中，返回特定值（或者是void值，即不返回值）

　　continue ：结束当前循环，开始下一轮循环

　　break ：跳出当前循环或switch结构

　　goto ：无条件跳转语句

　　B .分支结构（5个）

　　if ：条件语句，后面不需要放分号

　　else ：条件语句否定分支（与if连用）

　　switch ：开关语句（多重分支语句）

　　case ：开关语句中的分支标记

　　default ：开关语句中的“其他”分支，可选。 

 

2.C语言中的volatile关键字：

一个定义为volatile的变量是说这个变量可能会被意想不到的改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确的说，就是优化器在用到这个变量时，必须每次都小心的重新从地址中读取这个变量的值，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。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS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;
      }
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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：

static int i=0;

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


void ISR_2(void)
{
i=1;
}

程序的本意是希望ISR_2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i，因此 可能只执行一次对从i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“i副本”，导致dosomething永远也不会被调用。如果将变量加上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i也应该如此说明。

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；

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***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***作，然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。

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关键在于两个地方：      
  
1. 编译器的优化   (请高手帮我看看下面的理解)

在本次线程内, 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后，再取变量值时，就直接从寄存器中取值；

当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致

当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致  


举一个不太准确的例子：  

发薪资时，会计每次都把员工叫来登记他们的银行卡号；一次会计为了省事，没有即时登记，用了以前登记的银行卡号；刚好一个员工的银行卡丢了，已挂失该银行卡号；从而造成该员工领不到工资  

员工 －－ 原始变量地址  
银行卡号 －－原始变量在寄存器的备份  


2. 在什么情况下会出现(如1楼所说)

     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  
     

补充： volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释简直有点误导人；  

“易变”是因为外在因素引起的，象多线程，中断等，并不是因为用volatile修饰了的变量就是“易变”了，假如没有外因，即使用volatile定义，它也不会变化；

而用volatile定义之后，其实这个变量就不会因外因而变化了，可以放心使用了；大家看看前面那种解释（易变的）是不是在误导人


－－－－－－－－－－－－简明示例如下：－－－－－－－－－－－－－－－－－－

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。
使用该关键字的例子如下：
int volatile nVint;
>>>>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。
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",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",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",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d",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！

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volatile对应的变量可能在你的程序本身不知道的情况下发生改变
比如多线程的程序，共同访问的内存当中，多个程序都可以操纵这个变量
你自己的程序，是无法判定合适这个变量会发生变化
还比如，他和一个外部设备的某个状态对应，当外部设备发生操作的时候，通过驱动程序和中断事件，系统改变了这个变量的数值，而你的程序并不知道。
对于volatile类型的变量，系统每次用到他的时候都是直接从对应的内存当中提取，而不会利用cache当中的原有数值，以适应它的未知何时会发生的变化，系统对这种变量的处理不会做优化——显然也是因为它的数值随时都可能变化的情况。

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典型的例子
for ( int i=0; i<100000; i++);
这个语句用来测试空循环的速度的
但是编译器肯定要把它优化掉，根本就不执行
如果你写成  
for ( volatile int i=0; i<100000; i++);
它就会执行了

3.C语言中的void关键字：

字面意思是"无类型" ，如果函数没有返回值或者函数无形参数那么应声明为void类型。