当前位置 博文首页 > Linux猿：【C/C++面试必备】volatile 关键字
🎈 作者：Linux猿
🎈 简介：CSDN博客专家🏆，C/C++、面试、刷题、算法尽管咨询我，关注我，有问题私聊！
🎈 关注专栏：C/C++面试通关集锦 （优质好文持续更新中……）🚀
本文来讲解一下 C/C++ 中的关键字 volatile。在日常的使用中很少使用到，但是，在面试中经常被提起，下面具体来看一下。
volatile 的作用是什么呢？
volatile 意思是易变的，是一种类型修饰符，在C/C++中用来阻止编译器因误认某段代码无法被代码本身所改变，而造成的过度优化。编译器每次读取 volatile 定义的变量时，都从内存地址处重新取值。
这里就有点疑问了，难道编译器取变量的值不是从内存处取吗？
并不全是，编译器有时候会从寄存器处取变量的值，而不是每次都从内存中取。因为编译器认为变量并没有变化，所以认为寄存器里的值是最新的，另外，通常来说，访问寄存器比访问内存要快很多，编译器通常为了效率，可能会读取寄存器中的变量。但是，变量在内存中的值可能会被其它元素修改，比如：硬件或其它线程等。
来看一个实际的例子：
#include <stdio.h>
int main() {
const int value = 10;
int *ptr = (int*) &value;
printf("初始值 : %d \n", value);
*ptr = 100;
printf("修改后的值 : %d \n", value);
return 0;
}编译程序，执行命令：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc main.c -o main运行后输出：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc main.c -o main
linuxy@linuxy:~/volatile$ ./main
初始值 : 10
修改后的值 : 100
linuxy@linuxy:~/volatile$可以看到 value 的值变化了。
接下来再看一下编译时添加 -O 参数优化的情况，执行命令 gcc -O main.c -o main。
输出结果为：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -O main.c -o main
linuxy@linuxy:~/volatile$ ./main
初始值 : 10
修改后的值 : 10
linuxy@linuxy:~/volatile$可以看到添加 -O 参数优化后， value 的值并没有变化，这里就有问题了。是因为添加了 -O 参数，编译器对代码进行了优化，忽略了对变量 value 值的更改。
-O 参数：
使用该参数，编译器会尝试减少代码大小和执行时间，但不执行需要占用大量编译时间的优化。优化编译需要占用更多的时间，对于大型函数需要占用更大的内存。
来看一下上面例子优化前和优化后代码大小的对比：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc main.c -o main
linuxy@linuxy:~/volatile$ ls -al main
-rwxrwxr-x 1 linuxy linuxy 16752 7月 18 14:38 main
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -O main.c -o main
linuxy@linuxy:~/volatile$ ls -al main
-rwxrwxr-x 1 linuxy linuxy 16704 7月 18 14:38 main
linuxy@linuxy:~/volatile$ 可以看到，优化后文件变小了。
那再看一下给上面的代码添加上 volatile 关键字后会怎样？
#include <stdio.h>
int main() {
volatile const int value = 10;
int *ptr = (int*) &value;
printf("初始值 : %d \n", value);
*ptr = 100;
printf("修改后的值 : %d \n", value);
return 0;
}执行命令编译程序：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -O main.c -o main输出为：?
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -O main.c -o main
linuxy@linuxy:~/volatile$ ./main
初始值 : 10
修改后的值 : 100
linuxy@linuxy:~/volatile$可以看到，即使添加了 -O 参数优化程序， value 的值依然被改变了。?
最后，看一下 volatile 是怎样使用的。
1. 修饰普通变量
volatile 类型 变量
类型 volatile 变量volatile 放置到类型前后都可以。例如：
#include <stdio.h>
int main() {
volatile int a = 10;
int volatile b = 20;
printf("a = %d\nb = %d\n", a, b);
}编译后输出：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -o main main.c
linuxy@linuxy:~/volatile$ ./main
a = 10
b = 20
linuxy@linuxy:~/volatile$2. 修饰指针
修饰指针和 const 类似（volatile 和 const 都是类型修饰符），有三种形式：
volatile int *p;
int* volatile p;
volatile 类型* volatile 变量;看一下具体的代码：?
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10;
volatile int* p = &a;
int* volatile q = &a;
volatile int* volatile x = &a;
printf("*p = %d\n*q = %d\n*x = %d\n", *p, *q, *x);
}编译后输出为：
linuxy@linuxy:~/volatile$ gcc -o main main.c
linuxy@linuxy:~/volatile$ ./main
*p = 10
*q = 10
*x = 10
linuxy@linuxy:~/volatile$ 3. 作为函数参数
作为函数参数需要注意，例如：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}编译器处理的逻辑类似于以下情况：
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}因为 ptr 被声明为 volatile，所以 a 和 b 的值可能是不一样的，所以最好采用如下这种方式：
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}参考文献：
[1] https://stackoverflow.com/questions/4437527/why-do-we-use-volatile-keyword
[2] https://www.geeksforgeeks.org/understanding-volatile-qualifier-in-c/
🎈 欢迎小伙伴们点赞👍、收藏?、留言💬
