理解C语言中几个常见修饰符

写在前面

今天下午一个同事问「register」关键字是什么作用？噢，你说的是「register」啊，它的作用是……脑袋突然断片儿，我擦，啥意思来着，这么熟悉的陌生感。做Ｃ语言开发时间也不短了，不过好像没有用到过「register」，但作用还是知道的，一下子想不起来了，一万个草泥马飞奔过来。

其实Ｃ语言中除了register外，还包含常见的const、static、volatile、auto、extern等修饰符，现在一起再总结一下好了。

register 修饰符

变量必须是 CPU 接受的类型，单个值，长度小于等于整数的长度
只能使用于局部变量和函数形参，全局(register)变量是非法的
无论寄存器变量是否存放在寄存器中，它地址都是不能访问的(取&)
其实过量的寄存器声明并没有什么坏处，寄存器可以忽略

const 修饰符

const修饰普通变量

有时候我们希望定义一个变量，它的值在整个作用域都不能变，比如定义缓冲区大小等，可以用 const 来修饰。

// 定义常量 strlen
const int strlen = 4096; 
// 试图修改 strlen 变量，编译器会报错
strlen = 2048;

一般常量在定义时同时进行初始化，否则在定义完之后不能对其进行赋值操作，常见的初始化方式有：

const int num = get_num();  // 运行时初始化
const int num = n;          // 运行时初始化
const int num = 10;         // 编译时初始化

const 变量真的就不能修改吗？看个例子：

const int bufsize = 1024;
int *p = &bufsize;
*p = 2048;
printf("bufsize = %d\n", bufsize);

打印结果是2048。其实 const 修饰的变量不变的本质含义是程序中通过引用变量符号 bufsize 时不能够进行修改，而不是 bufsize 变量所指向那段内存数据不能修改。

const修改指针变量

const 可以与指针变量一起使用，可以限制指针变量，也可以限制指针变量指向的内容。

const int *ptr;     // 指针指向内容不能修改
int const *ptr;     // 与第1种等价
int* const ptr;     // 指针ptr变量本身不能修改
const int* const ptr;   // 指针变量和指针变量指向内容都不能修改

const修改函数参数

其实Ｃ语言中使用 const 定义常量并没有什么优势，完全可以使用#define来替代。const 通常用在函数形参中，当形参是一个指针，为了防止函数内部修改指针指向的内容时，就可以用 const 限制。


size_t strlen(const char *s);
int strcmp(const char *s1, const char *s2);

常见Ｃ语言标准库中都有const限制，在我们自定义函数中也可以适当使用 const 来保证程序的健壮性。

const 类型与非 const 类型转换

当一个指针类似const char *str1，表示str1指针指向内容不能修改；但如果将 str1 赋值给 str2，这时 str2 没有通过 const 限制，通过 str2 就可以修改指针指向内容，这就失去了 const 的意义，编译器是不提倡这么做的。

const 与非 const 是两种类型，将非 const 指针赋值给 const 指针，编译器接受；如果将 const 指针赋值给非 const 指针，这样将增加指针变量的权限，不安全，有可能发生写入的危险。所以我们在写程序时遵守，对指针类型尽可能加 const 修饰；不能将 const 指针赋值给 const 指针。

static 修饰符

static 修饰符在程序中使用最为广泛，它大概有如下几种用法：

修饰局部变量：增加了局部变量的生命周期，若定义未初始化，则默认初始化为0
修饰全局变量：缩小了全局变量的作用域，限制在本模块(文件)中访问
修饰函数：缩小了函数的作用于，限制函数只能被本模块调用

volatile 修饰符

关键字 volatile 感觉是和 register 有点相反的意思，表示变量随时可能被修改，且系统对实时性要求很高，请一定从内存中读取内容，不要直接拷贝寄存器中的数据，有可能数据老旧。常见的使用场合包括中断服务程序和嵌入式系统的寄存器相关操作。

extern 修饰符

关键字 extern 常用在变量和函数声明前，用来说明此变量或函数是在别处定义过的，要在此处引用。
在 hello.c 中：

void hello()
{
    printf("Hello.\n");
}

在 main.c 文件中：

extern void hello();
hello();    // 声明之后调用 hello 函数

在 main.c 文件被编译时，告诉编译器hello()在别的地方定义过了，这里只是引用一下，放心编译好了，在程序最后链接的时候会去找hello实际定义的函数。

auto 修饰符

关键字 auto 其实可以理解为就是局部变量的显示说明，程序中很少去显示声明某个变量为 auto 的。