嵌入式C语言不可不用的关键字

2. const 关键字

const关键字也是一个优秀程序中经常用到的关键字。关键字const 的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const 也许能产生更紧凑的代码。合理地使用关键字const 可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。

深入理解const关键字，你必须知道：

a. const关键字修饰的变量可以认为有只读属性，但它绝不与常量划等号。如下代码：

const int i=5;

       int j=0;

       ...

       i=j;   //非法，导致编译错误，因为只能被读

       j=i;   //合法

b. const关键字修饰的变量在声明时必须进行初始化。如下代码：

const int i=5;    //合法

     const int j;      //非法，导致编译错误

c. 用const声明的变量虽然增加了分配空间，但是可以保证类型安全。const最初是从C++变化得来的，它可以替代define来定义常量。在旧版本(标准前)的c中，如果想建立一个常量，必须使用预处理器：
                #define PI 3.14159

此后无论在何处使用PI，都会被预处理器以3.14159替代。编译器不对PI进行类型检查，也就是说可以不受限制的建立宏并用它来替代值，如果使用不慎，很可能由预处理引入错误，这些错误往往很难发现。而且，我们也不能得到PI的地址（即不能向PI传递指针和引用）。const的出现，比较好的解决了上述问题。

d. C标准中，const定义的常量是全局的。

e. 必须明白下面语句的含义，我自己是反复**了许久才记住，方法是：若是想定义一个只读属性的指针，那么关键字const要放到‘* ’后面。

char *const cp; //指针不可改变，但指向的内容可以改变

char const *pc1; //指针可以改变，但指向的内容不能改变

const char *pc2; //同上（后两个声明是等同的）

       f. 将函数传入参数声明为const，以指明使用这种参数仅仅是为了效率的原因，而不是想让调用函数能够修改对象的值。

       参数const通常用于参数为指针或引用的情况，且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该参数本就不需要保护，所以不用const修饰。例子：

void fun0(const  int * a );

void fun1(const  int & a);

调用函数的时候，用相应的变量初始化const常量，则在函数体中，按照const所修饰的部分进行常量化，如形参为const int * a，则不能对传递进来的指针所指向的内容进行改变，保护了原指针所指向的内容；如形参为const int & a，则不能对传递进来的引用对象进行改变，保护了原对象的属性。

       g. 修饰函数返回值，可以阻止用户修改返回值。（在嵌入式C中一般不用，主要用于C++）

       h. const消除了预处理器的值替代的不良影响，并且提供了良好的类型检查形式和安全性，在可能的地方尽可能的使用const对我们的编程有很大的帮助，前提是：你对const有了足够的理解。

       最后，举两个常用的标准C库函数声明，它们都是使用const的典范。

       1.字符串拷贝函数：char *strcpy（char *strDest，const char *strSrc）；

       2.返回字符串长度函数：int strlen（const char *str）；

3. volatile关键字

一个定义为volatile 的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。

由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如：

static int i=0;

int main(void)
{
    ...
    while (1)
    {
        if (i)
            dosomething();
    }
}

/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
     i=1;
}

       程序的本意是希望ISR_2中断产生时，在main当中调用dosomething函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致dosomething永远也不会被调用。

如果将将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行）。此例中i也应该如此说明。

一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；

2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；

3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能有不同意义；

不懂得volatile 的内容将会带来灾难，这也是区分C语言和嵌入式C语言程序员的一个关键因素。为强调volatile的重要性,再次举例分析:

代码一:                              

int a,b,c;                             

//读取I/O空间0x100端口的内容   

a= inword(0x100);                                                  

b=a;                              

a=inword(0x100)                           

c=a;  

代码二:   

  volatile int a;   

  int a,b,c;                             

//读取I/O空间0x100端口的内容   

a= inword(0x100);                                               

b=a;                              

a=inword(0x100)                        

c=a;

在上述例子中,代码一会被绝大多数编译器优化为如下代码:

       a=inword(0x100)

       b=a;

       c=a;

这显然与编写者的目的不相符,会出现I/O空间0x100端口漏读现象,若是增加volatile,像代码二所示的那样,优化器将不会优化掉任何代码.

       从上面来看,volatile关键字是会降低编译器优化力度的,但它保证了程序的正确性,所以在适合的地方使用关键字volatile是件考验编程功底的事情.

4.struct与typedef关键字

面对一个人的大型C/C++程序时，只看其对struct的使用情况我们就可以对其编写者的编程经验进行评估。因为一个大型的C/C++程序，势必要涉及一些(甚至大量)进行数据组合的结构体，这些结构体可以将原本意义属于一个整体的数据组合在一起。从某种程度上来说，会不会用struct，怎样用struct是区别一个开发人员是否具备丰富开发经历的标志。

　　在网络协议、通信控制、嵌入式系统的C/C++编程中，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。

用法:

在C中定义一个结构体类型要用typedef:
typedef struct Student
{
       int a;
}Stu;
于是在声明变量的时候就可：Stu stu1;
如果没有typedef就必须用struct Student stu1;来声明
这里的Stu实际上就是struct Student的别名。
另外这里也可以不写Student（于是也不能struct Student stu1;了）
typedef struct
{
       int a;
}Stu;

struct关键字的一个总要作用是它可以实现对数据的封装,有一点点类似与C++的对象,可以将一些分散的特性对象化,这在编写某些复杂程序时提供很大的方便性.

比如编写一个菜单程序,你要知道本级菜单的菜单索引号、焦点在屏上是第几项、显示第一项对应的菜单条目索引、菜单文本内容、子菜单索引、当前菜单执行的功能操作。若是对上述条目单独操作，那么程序的复杂程度将会大到不可想象，若是菜单层数少些还容易实现，一旦菜单层数超出四层，呃~我就没法形容了。若是有编写过菜单程序的朋友或许理解很深。这时候结构体struct就开始显现它的威力了：

//结构体定义

typedef struct

{

unsigned char CurrentPanel;//本级菜单的菜单索引号

unsigned char ItemStartDisplay; //显示第一项对应的菜单条目索引

unsigned char FocusLine;  //焦点在屏上是第几项

}Menu_Statestruct;

typedef struct

{

unsigned char *MenuTxt; //菜单文本内容

unsigned char MenuChildID;//子菜单索引

void    (*CurrentOperate)();//当前菜单执行的功能操作

}MenuItemStruct;

typedef struct

{

MenuItemStruct  *MenuPanelItem;

unsigned char    MenuItemCount;

}MenuPanelStruct;

       这里引用我巩师兄所写的菜单程序中的结构体定义，这个菜单程序最大可以到256级菜单。我当初要写一个菜单程序之前，并没有对结构体了解多少，也没有想到使用结构体。只是一层层菜单的单独处理：如果按键按下，判断是哪个按键，调用对应按键的子程序，刷屏显示。这样处理起来每一层都要判断当前的光标所在行，计算是不是在显示屏的顶层，是不是在显示层的底层，是不是需要翻页等等，非常的繁琐。后来在网上找资料，就找到了我师兄编写的这个程序，开始并不知道是他写的，在看源程序的时候看到了作者署名：中国传惠 TranSmart，才知道是他。花了一天的时间阅读代码和移植，才知道结构体原来有这么个妙用，当定义了上述三个结构体之后，菜单程序结构立刻变的简单很多，思路也无比的清晰起来。