[免费下载 c语言深度解剖[1]-第7章

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#define宏没有类型，而　
const修饰的只读变量具有特定的类型。


1。11。3，修饰一般变量
一般常量是指简单类型的只读变量。这种只读变量在定义时，修饰符　
const可以用在类
型说明符前，也可以用在类型说明符后。例如：　
int　
const　
i=2；或　
const　
int　
i=2；

1。11。4，修饰数组
定义或说明一个只读数组可采用如下格式：　
intconsta＇5＇=｛1；2；3；4；5｝；或　
constinta＇5＇=｛1；2；3；4；5｝；


1。11。5，修饰指针　
constint*p；　
//p可变，p指向的对象不可变　
intconst*p；　
//p可变，p指向的对象不可变　
int*constp；　
//p不可变，p指向的对象可变　
constint*constp；//指针　
p和　
p指向的对象都不可变


在平时的授课中发现学生很难记住这几种情况。这里给出一个记忆和理解的方法：

先忽略类型名（编译器解析的时候也是忽略类型名），我们看　
const离哪个近。“近水楼
台先得月”，离谁近就修饰谁。　


constint　
*p；　
//const修饰*p；p是指针，*p是指针指向的对象，不可变　
intconst*p；　
//const修饰*p；p是指针，*p是指针指向的对象，不可变　
int*constp；　
//const修饰　
p，p不可变，p指向的对象可变　
constint　
*const　
p；//前一个　
const修饰*p；后一个　
const修饰　
p，指针　
p和　
p指向的对象
都不可变

1。11。6，修饰函数的参数　
const修饰符也可以修饰函数的参数，当不希望这个参数值被函数体内意外改变时使
用。例如：　


void　
Fun（constinti）；
告诉编译器　
i在函数体中的不能改变，从而防止了使用者的一些无意的或错误的修改。

1。11。7，修饰函数的返回值　
const修饰符也可以修饰函数的返回值，返回值不可被改变。例如：　
constintFun（void）；


在另一连接文件中引用　
const只读变量：　
externconstinti；　
//正确的声明　
externconstintj=10；//错误！只读变量的值不能改变。

注意这里是声明不是定义，关于声明和定义的区别，请看本章开始处。

讲了这么多讲完了吗？远没有。在　
C＋＋里，对　
const做了进一步的扩展，还有很多知识未能


讲完。有兴趣的话，不妨查找相关资料研究研究。

1。12，最易变的关键字volatile　
volatile是易变的、不稳定的意思。很多人根本就没见过这个关键字，不知道它的存在。
也有很多程序员知道它的存在，但从来没用过它。我对它有种“杨家有女初长成；养在深闺
人未识”的感觉。　


volatile关键字和　
const一样是一种类型修饰符，用它修饰的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。

先看看下面的例子：　


inti=10；　


intj　
=　
i；//（1）语句　


intk　
=　
i；//（2）语句

这时候编译器对代码进行优化，因为在（1）、（2）两条语句中，i没有被用作左值。这时候
编译器认为　
i的值没有发生改变，所以在（　
1）语句时从内存中取出　
i的值赋给　
j之后，这个
值并没有被丢掉，而是在（　
2）语句时继续用这个值给　
k赋值。编译器不会生成出汇编代码
重新从内存里取　
i的值，这样提高了效率。但要注意：（1）、（2）语句之间　
i没有被用作左
值才行。

再看另一个例子：　


volatile　
inti=10；　


intj　
=　
i；//（3）语句　


intk　
=　
i；//（4）语句　


volatile关键字告诉编译器　
i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从内存中取出　
i
的值，因而编译器生成的汇编代码会重新从　
i的地址处读取数据放在　
k中。
这样看来，如果　
i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据或者是多个线程的共享数
据，就容易出错，所以说　
volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。
但是注意：在　
VC＋＋6。0中，一般　
Debug模式没有进行代码优化，所以这个关键字的作
用有可能看不出来。你可以同时生成　
Debug版和　
Release版的程序做个测试。
留一个问题：constvolatileinti=10；这行代码有没有问题？如果没有，那　
i到底是什么
属性？

1。13，最会带帽子的关键字extern　
extern，外面的、外来的意思。那它有什么作用呢？举个例子：假设你在大街上看到


一个黑皮肤绿眼睛红头发的美女（外星人？）或者帅哥。你的第一反应就是这人不是国产
的。extern就相当于他们的这些区别于中国人的特性。extern可以置于变量或者函数前，以
标示变量或者函数的定义在别的文件中，下面的代码用到的这些变量或函数是外来的，不
是本文件定义的，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。就好比在本
文件中给这些外来的变量或函数带了顶帽子，告诉本文件中所有代码，这些家伙不是土著。
那你想想　
extern修饰的变量或函数是定义还是声明？

看列子：　


A。c文件中定义：　
B。c文件中用　
extern修饰：　
inti　
=　
10；　
externinti；//写成　
i=　
10；行吗？　


voidfun（void）　
externvoid　
fun（void）；//两个　
void可否省略？　


｛　


//code　


｝　


C。h文件中定义：　
D。c文件中用　
extern修饰：　
int　
j　
=1；　
externdoublej；//这样行吗？为什么？　


int　
k　
=2；　
j=3。0；//这样行吗？为什么？

至于　
extern“C”的用法，一般认为属于　
C＋＋的范畴，这里就先不讨论。当然关于　
extern
的讨论还远没有结束，在指针与数组那一章，你还会和它亲密接触的。

1。14，struct关键字　
struct是个神奇的关键字，它将一些相关联的数据打包成一个整体，方便使用。

在网络协议、通信控制、嵌入式系统、驱动开发等地方，我们经常要传送的不是简单
的字节流（char型数组），而是多种数据组合起来的一个整体，其表现形式是一个结构体。
经验不足的开发人员往往将所有需要传送的内容依顺序保存在　
char型数组中，通过指针偏
移的方法传送网络报文等信息。这样做编程复杂，易出错，而且一旦控制方式及通信协议
有所变化，程序就要进行非常细致的修改，非常容易出错。这个时候只需要一个结构体就
能搞定。平时我们要求函数的参数尽量不多于　
4个，如果函数的参数多于　
4个使用起来非
常容易出错（包括每个参数的意义和顺序都容易弄错），效率也会降低（与具体　
CPU有关，　
ARM
芯片对于超过　
4个参数的处理就有讲究，具体请参考相关资料）。这个时候，可以用结构体
压缩参数个数。

1。14。1，空结构体多大？
结构体所占的内存大小是其成员所占内存之和（关于结构体的内存对齐，请参考预处
理那章）。这点很容易理解，但是下面的这种情况呢？


structstudent　


｛　


｝stu；　


sizeof（stu）的值是多少呢？在　
VisualC＋＋　
6。0上测试一下。

很遗憾，不是　
0，而是　
1。为什么呢？你想想，如果我们把　
structstudent看成一个模子
的话，你能造出一个没有任何容积的模子吗？显然不行。编译器也是如此认为。编译器认
为任何一种数据类型都有其大小，用它来定义一个变量能够分配确定大小的空间。既然如
此，编译器就理所当然的认为任何一个结构体都是有大小的，哪怕这个结构体为空。那万
一结构体真的为空，它的大小为什么值比较合适呢？假设结构体内只有一个　
char型的数据
成员，那其大小为　
1byte（这里先不考虑内存对齐的情况）。也就是说非空结构体类型数据最
少需要占一个字节的空间，而空结构体类型数据总不能比最小的非空结构体类型数据所占
的空间大吧。这就麻烦了，空结构体的大小既不能为　
0，也不能大于　
1，怎么办？定义为　
0。5
个　
byte？但是内存地址的最小单位是　
1个　
byte，0。5个　
byte怎么处理？解决这个问题的最好
办法就是折中，编译器理所当然的认为你构造一个结构体数据类型是用来打包一些数据成
员的，而最小的数据成员需要　
1个　
byte，编译器为每个结构体类型数据至少预留　
1个　
byte
的空间。所以，空结构体的大小就定位　
1个　
byte。

1。14。2，柔性数组
也许你从来没有听说过柔性数组（flexiblearray）这个概念，但是它确实是存在的。　


C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组成员，但结
构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可
变的数组。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔性数组成员的结构用　
malloc（）函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组
的预期大小。

柔性数组到底如何使用呢？看下面例子：　


typedefstructst_type　


｛　


inti；　


inta＇0＇；　


｝type_a；

有些编译器会报错无法编译可以改成：　


typedef　
structst_type　


｛　


inti；　


inta＇＇；　


｝type_a；
这样我们就可以定义一个可变长的结构体，用　
sizeof（type_a）得到的只有　
4，就是　
sizeof（i）=sizeof（int）。那个　
0个元素的数组没有占用空间，而后我们可以进行变长操作了。通
过如下表达式给结构体分配内存：　


type_a　
*p　
=（type_a*）malloc（sizeof（type_a）＋100*sizeof（int））；　



这样我们为结构体指针　
p分配了一块内存。用　
p…》item＇n＇就能简单地访问可变长元素。
但是这时候我们再用　
sizeof（*p）测试结构体的大小，发现仍然为　
4。是不是很诡异？我们
不是给这个数组分配了空间么？

别急，先回忆一下我们前面讲过的“模子”。在定义这个结构体的时候，模子的大小就
已经确定不包含柔性数组的内存大小。柔性数组只是编外人员，不占结构体的编制。只是说
在使用柔性数组时需要把它当作结构体的一个成员，仅此而已。再说白点，柔性数组其实与
结构体没什么关系，只是“挂羊头卖狗肉”而已，算不得结构体的正式成员。

需要说明的是：C89不支持这种东西，C99把它作为一种特例加入了标准。但是，　
C99
所支持的是　
inpletetype，而不是　
zeroarray，形同　
intitem＇0＇；这种形式是非法的，C99支
持的形式是形同　
intitem＇＇；只不过有些编译器把　
intitem＇0＇；作为非标准扩展来支持，而且在　
C99发布之前已经有了这种非标准扩展了，C99发布之后，有些编译器把两者合而为一了。

当然，上面既然用　
malloc函数分配了内存，肯定就需要用　
free函数来释放内存：　


free（p）；

经过上面的讲解，相信你已经掌握了这个看起来似乎很神秘的东西。不过实在要是没
掌握也无所谓，这个东西实在很少用。

1。14。3，struct与　
class的区别
在　
C＋＋里　
struct关键字与　
class关键字一般可以通用，只有一个很小的区别。　
struct的成
员默认情况下属性是　
public的，而　
class成员却是　
private的。很多人觉得不好记，其实很容
易。你平时用结构体时用　
public修饰它的成员了吗？既然　
struct关键字与　
class关键字可以
通用，你也不要认为结构体内不能放函数了。

当然，关于结构体的讨论远没有结束，在指针与数组那一章，你还会要和它打交道的。

1。15，union关键字　
union关键字的用法与　
struct的用法非常类似。　


union维护足够的空间来置放多个数据成员中的“一种”，而不是为每一个数据成员配置
空间，在　
union中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所
有的数据成员具有相同的起始地址。例子如下：　


unionStateMachine　


｛　
charcharacter；　
intnumber；　
char　
*str；　
doubleexp；　


｝；
一个　
union只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的数据成员，以上例而言，最大
长度是　
double型态，所以　
StateMachine的空间大小就是　
double数据类型的大小。

在　
C＋＋里，union的成员默认属性页为　
public。union主要用来压缩空间。如果一些数据


不可能在同一时间同时被用到，则可以使用　
union。

1。15。1，大小端模式对　
union类型数据的影响
下面再看一个例子：　


union　


｛　
inti；　
char　
a＇2＇；　


｝*p；u；　


p=&u；　
p…》a＇0＇　
=　
0x39；　
p…》a＇1＇　
=0x38；　


p。i的值应该为多少呢？
这里需要考虑存储模式：大端模式和小端模式。
大端模式（　
Big_endian）：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放
在高地址中。
小端模式（　
Little_endian）：字数据的高字节存储在高地址中，而字数据的低字节则存放
在低地址中。　


union型数据所占的空间等于其最大的成员所占的空间。对　
union型的成员的存取都是
相对于该联合体基地址的偏移量为　
0处开始，也就是联合体的访问不论对哪个变量的存取都
是从　
union的首地址位置开始。如此一解释，上面的问题是否已经有了答案呢？

1。15。2，如何用程序确认当前系统的存储模式？
上述问题似乎还比较简单，那来个有技术含量的：请写一个　
C函数，若处理器是　


Big_endian的，则返回　
0；若是　
Little_endian的，则返回　
1。
先分析一下，按照上面关于大小端模式的定义，假设　
int类型变量　
i被初始化为　
1。
以大端模式存储，其内存布局如下图：


以小端模式存储，其内存布局如下图：


变量　
i占　
4个字节，但只有一个字节的值为　
1，另外三个字节的值都为　
0。如果取出低
地址上的值为　
0，毫无疑问，这是大端模式；如果取出低地址上的值为　
1，毫无疑问，这是
小端模式。既然如此，我们完全可以利用　
union类型数据的特点：所有成员的起始地址一致。
到现在，应该知道怎么写了吧？参考答案如下：　


intcheckSystem（　
）　


｛　


unioncheck　


｛　


int　
i；　


char　
ch；　


｝c；　


c。i　
=1；　
return（c。ch　
1）；　
｝


现在你可以用这个函数来测试你当前系统的存储模式了。当然你也可以不用函数而直
接去查看内存来确定当前系统的存储模式。如下图：


图中　
0x01的值存在低地址上，说明当前系统为小端模式。
不过要说明的一点是，某些系统可能同时支持这两种存储模式，你可以用硬件跳线或
在编译器的选项中设置其存储模式。
留个问题：

在　
x86系统下，输出的值为多少？