C語言中的auto，register,volatile,extern，static，const

你能很隨意地說出C語言中 auto，register,volatile,extern，static，const這幾個關鍵字的含義和用法么？

auto

這個關鍵字用于聲明變量的生存期為自動。

C程序是面向過程的，在C代碼中會出現(xiàn)大量的函數(shù)模塊，每個函數(shù)都有其生命周期（也稱作用域），在函數(shù)生命周期中聲明的變量通常叫做局部變量，也叫自動變量。

auto 變量是用堆棧(stack)方式占用儲存器空間，因此，當執(zhí)行此區(qū)段是，系統(tǒng)會立即為這個變量分配存儲器空間，而程序執(zhí)行完后，這個堆棧立即被系統(tǒng)收回．在大括號{}內聲明．這個關鍵字不怎么多寫，因為所有的變量默認就是auto的。

例子

#include <stdio.h> void sayHi();  int main() { 	printf("Hello!\n"); 	sayHi(); 	return 1; }  void sayHi() { 	//int age = 20; 	auto age = 20; 	printf("I'm %d.\n",age); }

register

這個關鍵字命令編譯器盡可能的將變量存在CPU內部寄存器中而不是通過內存尋址訪問以提高效率.但也只是盡可能，因為cpu就那幾個寄存器，不能全給你用了。

限制：必須是能被cpu寄存器所能接受的類型，必須為單個的值，并且長度應小于或者等于整型的長度，而且registor變量可能不存放在內存中，所以不能用取地址運算符來獲取地址。

例子：（算Pi）

#include <stdio.h> #include "stdlib.h" #include <time.h>     #include <sys/time.h>  #define SCALE 10000 #define ARRINIT 2000 //int pow(int num, int n); int main() { 	struct timeval tpstart,tpend;       int timeuse;     gettimeofday(&tpstart,NULL);       	pi_digits(100000); 	 	gettimeofday(&tpend,NULL);   	 	timeuse=1000000*(tpend.tv_sec-tpstart.tv_sec)+tpend.tv_usec-tpstart.tv_usec;   	 	printf("\nDone in %d ms.\n",timeuse); 	return 1; }  void pi_digits(int digits) {     int carry = 0;     int arr[digits + 1];     int i,j;     for (i = 0; i <= digits; ++i)         arr[i] = ARRINIT;     for (i = digits; i > 0; i-= 14) 	{ 		//int sum = 0;         register int sum = 0;        	for (j = i; j > 0; --j)         	{            	sum = sum * j + SCALE * arr[j];            	arr[j] = sum % (j * 2 - 1);        		sum /= j * 2 - 1;        	}         printf("%04d", carry + sum / SCALE);         carry = sum % SCALE;     } }

將pi_digits函數(shù)中的sum聲明為register之后，運行結果：

運行時間有明顯的減少。

volatile

在本次線程內, 當讀取一個變量時，為提高存取速度，編譯器優(yōu)化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中；以后，再取變量值時，就直接從寄存器中取值；當變量值在本線程里改變時，會同時把變量的新值copy到該寄存器中，以便保持一致。
當變量在因別的線程等而改變了值，該寄存器的值不會相應改變，從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致。
當該寄存器在因別的線程等而改變了值，原變量的值不會改變，從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致。
volatile應該解釋為“直接存取原始內存地址”比較合適，“易變的”這種解釋簡直有點誤導人。

這個在多線程編程中常常會用到。

深究的話可以扯到編譯原理里面去了。

例子：

#include <stdio.h>  int main()  {  	//Has bug when not using volatile 	//int result = 0; 	volatile int result = 0; 	int a = result; 	printf("result = %d\n",a); 	int input = 1;   	__asm__ __volatile__ ("addl %2,%0":"=r"(result):"r"(result),"r"(input));   	int c = result;   	printf("result = %d\n",c);     return 1; } 

使用匯編的目的是騙過編譯器改變寄存器中變量的值。

在沒有使用volitile的情況下：

第一個用的是-g參數(shù)，沒有使用編譯器的優(yōu)化，所以結果是正確的。

第二個使用的是-O2參數(shù)，等于是編譯release版本，gcc對代碼進行了優(yōu)化，比如常量傳播，再次運行，結果并不正確。

接下來使用volitile關鍵字，結果正確。

尼瑪，匯編是硬傷。

注意：頻繁地使用volatile很可能會增加代碼尺寸和降低性能,因此要合理的使用volatile。

extern

意為“外來的”···它的作用在于告訴編譯器：有這個變量，它可能不存在當前的文件中，但它肯定要存在于工程中的某一個源文件中。

最常用的狀態(tài)是多個文件的工程的時候，調用另外文件的共有變量和函數(shù)。

例子：

a.c

#include <stdio.h>  int a = 20; int fun(int n)  {  	int sum = 0; 	while(n>1) 	{ 		sum += n--; 	} 	return sum; } 

#include <stdio.h>  extern int a; extern int fun(int n); int main()  {  	printf("fun: %d\n",fun(a)); 	return 1; } 

static

c語言中的static和extern是相對的。

static也可以用來休息變量和函數(shù)。

在修飾變量的時候，可以是：

全局變量，作用域僅限于變量被定義的文件中，其他文件即使使用extern聲明也沒辦法使用他。

局部變量，只能在函數(shù)中使用，同一個文檔中的其他函數(shù)也用不了。由于static修飾的變量存放在內存的靜態(tài)區(qū)，所以即使這個函數(shù)運行結束，這個靜態(tài)變量的值也不會銷毀，下次仍然使用內存中的這個值。

在修飾函數(shù)的時候，

函數(shù)的作用域僅局限于本文件，也就是內部函數(shù)，好處：不同的人編寫不同的函數(shù)時，不用擔心自己定義的函數(shù)是否會與其他文件中的函數(shù)重名。

例子：函數(shù)使用計數(shù)器

#include <stdio.h>  void count(); int main() { 	int i; 	for (i = 1; i <= 3; i++) 		count(); 	return 0; }  void count() {  	static num = 0;  	num++;  	printf("I have been called %d times.\n",num); }

const

const稱之為常量修飾符，即就是說其所修飾的對象為常量。當你代碼中想要設法阻止一個變量被改變，那么這個時候可以選擇使用const關鍵字。在你給一個變量加上const修飾符的同時，通常需要對它進行初始化，在之后的程序中就不能再去改變它.

const修飾符的幾個典型作用：

1. const類型定義：指明變量或對象的值是不能被更新,引入目的是為了取代預編譯指令

2. 可以保護被修飾的東西，防止意外的修改，增強程序的健壯性；

3. 編譯器通常不為普通const常量分配存儲空間，而是將它們保存在符號表中，這使得它成為一個編譯期間的常量，沒有了存儲與讀內存的操作，使得它的效率也很高。

4. 可以節(jié)省空間，避免不必要的內存分配。

使用const的直接的作用就是讓更多的邏輯錯誤在編譯期被發(fā)現(xiàn)。所以我們要盡可能的多使用const。

當const 和 指針斯混在一起的時候，就會很蛋疼。

在此對于判斷const的修飾對象給出一種常使用的方法，我們以*為界線，如果const位于*的左側，則const就是用來修飾指針所指向的變量，即指針指向為常量；如果const位于*的右側，const就是修飾指針本身，即指針本身是常量。

比如：

const int *p;
int const *q;

int * const r= &n;

p和q都是一樣，兩個指針，指向的變量為常量，r本身是一個常量，不能再指向其他位置。

參考

語言中auto，register，static，const，volatile，extern的區(qū)別 - http://blog.csdn.net/sdwuyulunbi/article/details/8469058

C語言變量存儲類型auto static extern static extern register - http://7008965.blog.51cto.com/6998965/1179780
C語言的那些小秘密 - http://blog.csdn.net/bigloomy/article/details/6595197

《C語言深度剖析》