嵌入式面試中的static,const,volatile

Static

1. 關鍵字static的作用是什麼?
      這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關鍵字static有三個明顯的作用:
1) 在函數體,一個被聲明爲靜態的變量在這一函數被調用過程中維持其值不變。
2) 在模塊內(但在函數體外),一個被聲明爲靜態的變量可以被模塊內所用函數訪問,但不能被模塊外其它函數訪問。它是一個本地的全局變量。
3) 在模塊內,一個被聲明爲靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是,這個函數被限制在聲明它的模塊的本地範圍內使用。

      大多數應試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應試者的嚴重的缺點,因爲他顯然不懂得本地化數據和代碼範圍的好處和重要性。
 

Const



2.關鍵字const有什麼含意?
 const意味着"只讀"。

1) 關鍵字const的作用是爲給讀你代碼的人傳達非常有用的信息,實際上,聲明一個參數爲常量是爲了告訴了用戶這個參數的應用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多餘的信息。(當然,懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)
2) 通過給優化器一些附加的信息,使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。
3) 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數,防止其被無意的代碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現。


 還有一些面試題
下面的聲明都是什麼意思?

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/**********************************************************************************************************************/
      前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數。第三個意味着a是一個指向常整型數的指針(也就是,整型數是不可修改的,但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是可以修改的,但指針是不可修改的)。最後一個意味着a是一個指向常整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是不可修改的,同時指針也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題,那麼他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關鍵字 const,也還是能很容易寫出功能正確的程序,那麼我爲什麼還要如此看重關鍵字const呢?我也如下的幾下理由:
 

Volatile



3. 關鍵字volatile有什麼含意?並給出三個不同的例子。
      一個定義爲volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值,而不是使用保存在寄存器裏的備份。下面是volatile變量的幾個例子:
1) 並行設備的硬件寄存器(如:狀態寄存器)
2) 一箇中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3) 多線程應用中被幾個任務共享的變量

   搞嵌入式的傢伙們經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到volatile變量。不懂得volatile的內容將會帶來災難。這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。
      volatile的一些面試題
1) 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋爲什麼。
2) 一個指針可以是volatile 嗎?解釋爲什麼。
3) 下面的函數有什麼錯誤:

int square(volatile int *ptr)
{
        return *ptr * *ptr;
}

下面是答案:
1) 是的。一個例子是隻讀的狀態寄存器。它是volatile因爲它可能被意想不到地改變。它是const因爲程序不應該試圖去修改它。
2) 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中斷服務子程序修改一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:

int square(volatile int *ptr)
{
    int a,b;
    a = *ptr;
    b = *ptr;
    return a * b;
}

由於*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:

long square(volatile int *ptr)
{
    int a;
    a = *ptr;
    return a * a;
}

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