从汇编的角度了解C语言关键字

篮球哥温馨提示:编程的同时不要忘记锻炼哦!

程序员常言道:“我们从来不关心 Warning ,只关心 Error” (dog)

代码丛中过,bug 不沾身。 


目录

1、站在汇编角度理解 return 关键字

2、const 的应用场景可真不少 

3、你可能没见过的关键字 - volatile(汇编讲解) 


在进入今天的内容之前,我们先看个小故事:

张三有一个U盘,U盘里下了一部 2G 的电影,有一天张三想把这个电影拷贝到他的电脑上观看,张三花了 3分钟 的时间把电影拷贝完了,张三看完电影后,为了节省空间,于是就把电影删除了,可是张三删除电影却只花了 3秒钟 ,所以张三就百思不得其解呐,所以计算机中删除数据是否真的会将我们的数据全部清空?

首先肯定是不会的,在计算机中清除数据,只要设置该数据无效即可!现阶段只要了解这个概念即可,更深入的会放到后期的操作系统中讲解。


1、站在汇编角度理解 return 关键字

在进入 return 关键字的学习之前,我们要先看一段代码,最重要的是我们如何正确理解这段代码?从汇编的角度了解C语言关键字_第1张图片

这里我们需要了解一个知识点:调用函数,形成栈帧;函数返回,释放栈帧。

一个函数,可以被其他函数调用,也可以调用其他函数,我们的 main 函数也是被其他函数调用的!(细节后期会讲),只要是函数调用,我们都会形成栈帧,而且在栈区上是先使用高地址后使用低地址的,我们可以看图解:

从汇编的角度了解C语言关键字_第2张图片

为什么会打印乱码呢?(详细内容后期函数栈帧的创建与销毁会详细讲解)

前面我们讲了,计算机中删除数据本质上是把数据设置成无效,所以说当我们结束了 show 函数之后,本质上里面的内容是没有改变的,只不过紧接着我们又使用了 printf 函数所以会覆盖掉之前被释放的空间!那么我们如何证明是如我们所说的这样呢?如下图:

从汇编的角度了解C语言关键字_第3张图片

 所以为什么临时变量具有临时性?因为栈帧结构在函数调用完毕,需要被释放!

 那我们接着来看一串代码:

从汇编的角度了解C语言关键字_第4张图片

首先我们这串代码肯定没问题,我们可以看到 x 是函数定义的变量,具有临时性,那么这个临时变量在函数退出的时候,应该被释放!所以当我 return x;  的时候 main 函数里的变量 ret 是如何拿到 x 的值呢? 

我们将从汇编的角度带大家去看到底是如何把值带回来的:

从汇编的角度了解C语言关键字_第5张图片

 结论:函数的返回值,是通过寄存器的方式,返回给函数调用方!通过查看汇编可以看到,对于一般内置类型,寄存器eax可以充当返回值的临时空间。

问题:一般函数的返回值都是返回给函数调用方了,那么 main 函数的返回值返回给谁了?

       ~ 这个我会放到讲解操作系统时讲解,感兴趣的小伙伴可以先自行研究一下哈。


2、const 的应用场景可真不少 

有C语言基础的小伙伴都知道,const 修饰的变量不可以直接被修改!

const  可以放在类型之前,也可以放在类型之后,他们两个是等价的:

int main()
{
    const int a = 0;//等价于-> int const a = 0;
    return 0;
}

那么我们上面说,const 修饰的变量不能直接被修改,说明是可以被间接修改的!

从汇编的角度了解C语言关键字_第6张图片

既然 const 修饰的变量可以间接修改,那它的意义何在呢? 

  1. 让编译器进行直接修改式检查 
  2. 告诉其他程序员这个变量后面不要修改,也属于一种“自描述”含义

2.1 既然 const 修饰的变量不可被修改,那么它修饰的变量可以作为数组定义的一部分吗?

int main()
{
    const int n = 10;
    int arr[n];
    return 0;
}

上边的代码,小伙伴们可以放到不同的平台去跑一跑,在 vs2019(标准C) 下直接报错了,但是在gcc(GNU扩展)下可以,在 C99 标准中新增了变长数组,感兴趣的小伙伴可以了解一下。

 2.2 const 修饰的数组数组的内容可以被修改吗? 

从汇编的角度了解C语言关键字_第7张图片

看来是不可以被修改的,所以如果想定义一个只读数组,就可以用 const 修饰。

2.3 const 修饰指针又有什么效果呢?

1. const 放在 * 的左边:
    p 指向的对象不能通过 *p 直接修改,但是 p 变量本身的值是可以修改的

2. const 放在 * 的右边:
    p 指向的对象是可以通过 *p 来修改的,但是不能直接修改 p 变量本身的值

3. * 的左边和右边都放上 const :

    p 指向的对象的值和 p 变量本身的值都不能直接被修改

例:

int main()
{

	int a = 0;
	int b = 0;

	const int* p1 = &a;  //const int* p1  <=等价于=>  int const* p1
	p1 = &b;//ok
	*p1 = 20;//err

	int* const p2 = &a;
	p2 = &b;//err
	*p2 = 20;//ok

	const int* const p3 = &a;
	p3 = &b;//err
	*p3 = 20;//err

	return 0;
}

2.4 const 修饰函数返回值是怎么一回事?

其实这里我们还要讲到 const 修饰函数参数,但是他的效果跟 const 修饰局部变量的效果一样,这里就不演示了,感兴趣的小伙伴可以自己下来试试。

从汇编的角度了解C语言关键字_第8张图片


3、你可能没见过的关键字 - volatile(汇编讲解) 

volatile 翻译过来是易变,不稳定的意思。其实有很多人在学完 C 语言都没见过这个关键字,同时这个关键字相较于 C 语言其他关键字也是面试常考的关键字,也有很多程序员知道他的存在,但可能从来都没有使用过它。

volatile 关键字和 const 一样是一种类型修饰符,用它修饰的变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如操作系统,硬件或者其他线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

我们会从 Linux 平台下汇编的角度带小伙伴们看一下加 volatile 和不加 volatile 的区别:

我们有这么一串代码:

#include 
int pass = 1;
int main()
{
    while(pass)
    {
    }
    return 0;
}

Linux 查看汇编以及优化的部分操作:

[lqg@VM-0-3-centos code]$ gcc test.c -O2 -g //以O2级别进行代码优化

[lqg@VM-0-3-centos code]$ objdump -S -d a.out > a.s //对形成的a.out可执行程序进行优化

[lqg@VM-0-3-centos code]$ vim a.s //查看汇编代码

不加 volatile 汇编效果:

从汇编的角度了解C语言关键字_第9张图片

加上 volatile 汇编效果: 

从汇编的角度了解C语言关键字_第10张图片

最终结论:volatile 忽略编译器的优化,保持内存可见性。

 篮球哥还有一个小问题:

const volatile int a = 10;

这样一句代码能编过吗?答案是可以的:

vsgcc 中都能编译通过

const 是在编译期间起效果

volatile 在编译期间主要影响编译器,形成不优化的代码,进而影响运行。

故:编译和运行都起效果。

const 要求你不要进行写入就可以。

volatile 意思是你读取的时候,每次都要从内存读。 两者并不冲突。

虽然volatile就叫做易变关键字,但这里仅仅是描述它修饰的变量可能会变化,要编译器注意,并不是它要求对应变量必须变化!这点要特别注意。  


从汇编的角度了解C语言关键字_第11张图片

 半山腰还不够高,你总得去山顶看看吧!

你可能感兴趣的