C++ 修饰符类型

在 C++ 中,我们可以在基本数据类型(例如 charintdouble)的变量前放置修饰符,用来改变基本类型的含义,以满足各种情境的需求。

符号修饰符

C++ 数据类型的符号修饰符有以下几种:signed、unsigned、long 和 short。使用说明如下:

  • 修饰符 signedunsignedlongshort 可应用于整型(int)
  • 修饰符 signedunsigned 可应用于字符型(char)
  • long 可应用于双精度型(double)
  • 修饰符 signedunsigned 也可以作为 longshort 修饰符的前缀。例如:unsigned long int

C++ 允许使用速记符号来声明 无符号短整数无符号长整数 。因此我们可以不写 int,只写单词 unsignedshortunsignedlong ,int 是隐含的。

例如,下面的两个语句都声明了无符号整型变量。

unsigned x;
unsigned int y;

运行下面示例,可以帮助理解 C++ 解释有符号整数和无符号整数修饰符之间的差别。

#include <iostream>
using namespace std;

#define NUMBER 49000

int main()
{
    short int i;           // 有符号短整数
    short unsigned int j;  // 无符号短整数

    j = NUMBER;
    i = NUMBER;
    cout << i << " " << j << endl;

    return 0;
}

编译运行上面的程序,输出结果如下

$ ./a.out 
-16536 49000

可以看到,同一个数值(49000)赋予有符号短整型变量和无符号短整数变量后表现不一样,有符号短整数被解释为 -16536。

限定修饰符

在 C++ 中,常见的存储类别修饰符主要有五个:conststaticexterninlinevolatile

const

const 修饰的对象在程序执行期间不能被修改,主要用于定义常量。例如:

const int COUNT = 100;
const float PI = 3.1415926;
const float E = 2.7182818;

另外一个常见的使用场景是函数的形式参数,例如:

int add(const int a, const int b)
{
    return a + b;
}

使用 const 修饰形式参数,在一定程度上可以提高程序的健壮性,避免意外修改不应该修改的变量。同时,用 const 修饰的参数也能反映出该参数只作为输入值,不用作输出。

static

static 修饰符放置的位置主要有两个,即语句块(例如函数、循环)的内部和外部。

  • 语句块外部:修饰变量或函数时,可改变它们的可见性和链接类型。即采用内部链接,只在本文件内可见。
  • 语句块内部:修饰局部变量时,将改变其存储类型和生命周期,使之成为静态的局部变量。该变量只能在函数体内部可见,但在函数体外部也可通过指针实现访问和修改。

另外,static 也常用于修饰 C++ 类中的成员。其作用有:

  • 设计思路:将和某些类紧密相关的全局变量或函数写在类里面,使其看上去像一个整体,易于理解和维护。
  • 访问方式:可以想访问普通成员函数和变量一样通过对象访问,但常直接用 类名::??? 的方式访问。
  • 静态成员变量:必须在类声明体外的某个地方(一般是实现文件.cpp)初始化。静态成员变量本质上是全局变量,在类的所有实例对象中共享一份。
  • 静态成员函数:本质上是全局函数,并不具体作用于某个对象,不需要对象也可以访问。静态成员函数中不能访问非静态成员变量,也不能调用非静态成员函数。

extern

extern 修饰符用在变量或者函数的声明前,用来说明“此变量/函数是在别处定义的,要在此处引用”。

被修饰的对象必须是全局可见的变量或函数,也就是说必须在此之前被定义过才能被引用。如果该全局变量被 static 修饰过,那么使用 extern 修饰也无法引用。

在 C++ 中,extern 还有另外一个作用 —— 用于指示 C 或者 C++ 函数的调用规范。

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*...*/

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这是由于 C++ 和 C 程序中的标识符在编译完成后的目标代码中是不同的,需要用此方法来解决名字匹配的问题。

inline

inline 通常用于修饰函数,用来建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展。也就是说,建议编译器将指定的函数体插入并取代每一处调用该函数的地方(上下文),从而节省了每次调用函数带来的额外时间开支。

函数的调用需要额外的时间,如果函数体比较小(1-5行),可以将函数的调用改成将函数体的代码复制到原来的上下文中,合并了比较小的函数代码,减少了调用的时间成本。以达到优化的目的。如果函数体比较大,编译器会按照普通函数调用进行处理。

示例:

inline int max( int a , int b )
{
    if( a > b )
        return a;
     return b;
}

volatile

volatile 修饰符告诉编译器,该变量的值是随时可能发生变化的,每次使用该变量的时候都必须从其地址中读取。

一般说来,volatile 用在如下几个地方:

  • 中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加 volatile
  • 多任务环境下各任务间共享的标志应该加 volatile
  • 存储器映射(Memory Mapped)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的意义。

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