嵌入式科普(33)深度解析C语言中的const和volatile关键字

1. 关键字基础概念

• const：定义"只读变量"，被修饰的变量不可被程序修改

• volatile：提醒编译器该变量可能被意外修改，禁止编译器优化

• 九、e2studio VS STM32CubeIDE之const修饰BSP函数的形参
  嵌入式科普(23)指向寄存器的指针变量1 注意强制类型转换
  嵌入式科普(32)指向寄存器的指针变量2---可变指针 volatile int* volatile p;货真价实

2. 修饰普通变量

类型	示例	可变性	初始化 要求	访问特性	典型应用场景
普通变量	int a;	✔️	无要求	常规访问	普通变量存储
const变量	const int a = 10;	❌	必须立即 初始化	值固定不变	常量定义/参数保护
volatile变量	volatile int b = 20;	✔️	建议初始化	每次访问都 从内存读取	硬件寄存器/多线程
const volatile变量	const volatile int c;	❌	建议初始化	值不可改 但可能外部变化	只读硬件寄存器
volatile const变量	volatile const int d;	❌	建议初始化	同上（语法等价）	同上

3. 修饰指针变量（经典组合）

• const与指针

类型	示例	指针 自身可变	数据 可变性	典型用途
普通常量	const int a=10;	-	❌	全局常量、参数保护
指向常量的指针	const int* p;	✔️	❌	传递不可变数据
常量指针	int* const p=&x;	❌	✔️	固定地址的读写操作
双重常量指针	const int* const p;	❌	❌	完全只读访问

核心逻辑：
🔒 const 在 * 左侧 → 数据不可变
🔒 const 在 * 右侧 → 指针不可变

• volatile与指针

类型	示例	访问 特性	优化 禁止范围	典型场景
普通易变变量	volatile int cnt;	数据强制刷新	变量缓存优化	多线程共享变量
易变数据指针	volatile int* p;	数据强制刷新	数据访问优化	硬件寄存器访问
易变指针	int* volatile p;	指针地址 强制刷新	指针缓存优化	中断修改的指针
双重易变指针	volatile int* volatile p;	双重强制刷新	全路径优化	动态硬件配置

核心逻辑：
⚡ volatile 在 * 左侧 → 数据访问不可优化
⚡ volatile 在 * 右侧 → 指针地址访问不可优化

• 联合使用

// 嵌入式开发中的只读硬件寄存器（数据不可改，但值可能被硬件改变）
const volatile uint32_t* REGISTER = (volatile uint32_t*)0x40000000;

4. 典型应用场景

const的常见使用：

• 保护函数参数不被修改

• 定义只读的全局常量

• 与指针配合实现不同级别的保护

volatile的常见使用：

• 硬件寄存器访问

• 多线程共享变量

• 信号处理程序中的变量

5. 注意事项

1. const变量必须初始化

2. volatile不保证原子性

3. 可同时使用const和volatile修饰（如只读的硬件寄存器）

4. 类型转换时需注意const修饰符的去除