1volatile關鍵字

volatile是一個特征修飾符，提醒編譯器它后面所定義的變量隨時都有可能改變，因此編譯后的程序每次需要存儲或讀取這個變量的時候，告訴編譯器對該變量不做優化，都會直接從變量內存地址中讀取數據，從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。

常用場景：中斷服務與主程序共享變量。示例代碼如下：

//volatile uint8_t flag=1;
uint8_t flag=1;


void test(void)
{
    while(flag)
    {
        //do something
    }
}


//interrupt service routine
void isr_test(void)
{
    flag=0;
}

如果沒使用volatile定義flag，可能在優化后test陷入死循環，因為test里使用的flag并沒修改它，開啟優化后，編譯器可能會固定從某個內存取值。

2const關鍵字

const 是 constant 的縮寫，意思是“恒定不變的”，它是定義常變量的關鍵字。

通常有4種用法。

1、修飾變量

采用const修飾變量，即變量聲明為只讀，保護變量值以防被修改。

const int i = 1;
或者
int const i=1;

變量i具有只讀特性，不能夠被更改；若想對i重新賦值，如i = 10，屬于錯誤操作。

2、修飾數組

數組元素與變量類似，具有只讀屬性，不能被更改，一旦更改，編譯時就會報錯。

const int array[5] = {1,2,3,4,5};
array[0] = array[0]+1; //錯誤，array是只讀的，禁止修改

使用大數組存儲固定的信息，例如查表（表驅動法的鍵值表），可以使用const節省ram。編譯器并不給普通const只讀變量分配空間，而是將它們保存到符號表中，無需讀寫內存操作，程序執行效率也會提高。

3、修飾指針

C語言中const修飾指針要特別注意，共有兩種形式，一種是用來限定指向空間的值不能修改；另一種是限定指針不可更改。

int i = 1;
int j = 2;


const int *p1 = &i;
int* const p2 = &j;

上面定義了兩個指針p1和p2，區別是const后面是指針本身還是指向的內容。

在定義1中const限定的是*p1，即其指向空間的值不可改變，若改變其指向空間的值如*p1=10，則程序會報錯；但p1的值是可以改變的，對p1重新賦值如p1=&k是沒有任何問題的。

在定義2中const限定的是指針p2，若改變p2的值如p2=&k，程序將會報錯；但*p2，即其所指向空間的值可以改變，如*p2=20是沒有問題的，程序正常執行。

4、 修飾函數參數

const關鍵字修飾函數參數，對參數起限定作用，防止其在函數內部被修改，所限定的函數參數可以是普通變量，也可以是指針變量。

void fun(const int i)
{
    ……
    i++; //對i的值進行了修改，程序報錯
}

常用的函數如strlen。

size_t strlen(const char *string);

const在庫函數中使用非常普遍，是一種自我保護的安全編碼思維。

3static關鍵字

1、static修飾全局變量，該變量只在本文件內被訪問，不能在其他文件被直接訪問。

2、static修飾函數，該函數只能在本文件內被訪問，不能被其他文件訪問。但是可以通過嵌套的方式調用，變相的封裝的表現。

3、static修飾局部變量，更改該局部變量的生命周期。

生命周期：將臨時變量的生命周期變成全局變量的生命周期。

作用域不變：作用域仍然是在本代碼塊內。

4struct與union

可以使用struct結構體來存放一組不同類型的數據。

struct 結構體名{
    結構體所包含的變量或數組
};

結構體是一種集合，它里面包含了多個變量或數組，它們的類型可以相同，也可以不同，每個這樣的變量或數組都稱為結構體的成員，通常我們使用結構體定義和解析協議，如下所示：

// WiFi接收數據幀，控制切換模式
#pragma pack(1)
typedef struct receive_data_mode_t
{
    uint8_t device_head;        // 數據幀頭：0XA0+功能碼（FUNCTION_ID3），A款產品智能插座
    uint16_t device_len;        // 數據包總長度
    uint16_t device_id;         // 節點ID 0X0001~0XFFFE
    char software_version[15];  // 軟件版本 SMART_SW_A1_1.0 A款產品軟件1.0版本
    char hardware_version[15];  // 硬件版本 SMART_HW_A1_1.0 A款產品硬件1.0版本
    uint8_t switch_mode;        // 切換模式 0：運行模式，1：配置模式，2：節點升級，3：節點重啟
    uint16_t crc;               // 校驗位
}ReceiveData_Mode_t;
#pragma pack()

union共用體關鍵字，定義union下面的成員變量共享一塊內存，每一個成員在任一時刻有且只有一個成員使用此塊內存。

union 共用體名{
    成員列表
};

結構體和共用體的區別在于：結構體的各個成員會占用不同的內存，互相之間沒有影響；而共用體的所有成員占用同一段內存，修改一個成員會影響其余所有成員。

通常使用共用體做一些標志位操作，例如以下示例，可以非常靈活的訪問Val中的bit位。

typedef union
 {
     BYTE Val;
     struct __packed
     {
        BYTE b0:1;
        BYTE b1:1;
        BYTE b2:1;
        BYTE b3:1;
        BYTE b4:1;
        BYTE b5:1;
        BYTE b6:1;
        BYTE b7:1;
    } bits;
}BYTE_VAL, BYTE_BITS;

或者使用共用體實現單字節與多字節的轉化和拼接，如下所示：

#include "stdio.h"


typedef struct
{
    union
    {
        struct
        {
            unsigned char low;
            unsigned char high;
        };
        unsigned short result;
    };
}test_t;




int main(int argc, char *argv[])
{
    test_t hello;


    hello.high=0x12;
    hello.low=0x34;


    printf("result=%04X
",hello.result);//輸出 result=1234 


    return 0;
}

5預定義標識符

一般編譯器都支持預定義標識符，這些標識符結合printf等打印信息幫助程序員調試程序是非常有用的，一般編譯器會自動根據用戶指定完成替換和處理。

常用的預定義標識符如下所示：

__FILE__    //表示編譯的源文件名
__LINE__   //表示當前文件的行號
__FUNCTION__  //表示函數名
__DATE__  //表示編譯日期
__TIME__   //表示編譯時間

在Debug打印日志時候經常會用到，如下所示：

printf("file:%s,line:%d,date:%s,time:%s",__FILE__,__LINE__,__DATE__,__TIME__);

6#與##

#：是一種運算符，用于帶參宏的文本替換，將跟在后面的參數轉成一個字符串常量。

##：是一種運算符，是將兩個運算對象連接在一起，也只能出現在帶參宏定義的文本替換中。

#include "stdio.h"


#define TO_STR(s) #s
#define COMB(str1,str2) str1##str2


int main(int argc, char *argv[])
{
    int UART0= 115200;


    printf("UART0=%d
", COMB(UART, 0));//字符串合并為變量UART0
    printf("%s
", TO_STR(3.14));//將數字變成字符串


    return 0;
}

7void 與 void*關鍵字

void表示的是無類型，不能聲明變量或常量，但是可以把指針定義為void類型，如void* ptr。void* 指針可以指向任意類型的數據，在C語言指針操作中，任意類型的數據地址都可轉為void* 指針。因為指針本質上都是unsigned int。

常用的內存塊操作庫函數：

void * memcpy( void *dest, const void *src, size_t len );
void * memset( void *buffer, int c, size_t num);

數據指針為void* 類型，對傳入任意類型數據的指針都可以操作。另外其中memcpy第二個參數，const現在也如前文所述，拷貝時對傳入的原數據內容禁止修改。

特殊說明，指針是不能使用sizeof求內容大小的，在ARM系統固定為int 4字節。對于函數無輸入參數的，也盡量加上void，如下所示：

void fun(void);

8weak關鍵字

一般簡化定義如下所示：

#define _WEAK __attribute__((weak))

函數名稱前面加上__WEAK屬性修飾符稱為“弱函數”，類似C++的虛函數。鏈接時優先鏈接為非weak定義的函數，如果找不到則再鏈接帶weak函數。

_WEAK void fun(void)  
{  
    //do this
}  


//不在同一個.c，兩同名函數不能在同一個文件
void fun(void)  
{  
    //do that
}

這種自動選擇的機制，在代碼移植和多模塊配合工作的場景下應用較多。例如前期移植代碼，需要調用某個接口fun，但當前該接口不存在或者未移植完整使用，可以使用weak關鍵字定義為空函數先保證編譯正常。

后續移植完成實現了fun，即軟件中有2個fun函數沒有任何錯誤，編譯器自動會識別使用后者。當然也粗暴的#if 0屏蔽對fun的調用，但要確保后續記得放開。