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c++中的volatile和variant關(guān)鍵字詳解

更新時(shí)間：2022年01月25日 17:06:33 作者：fpcc

大家好，本篇文章主要講的是c++中的volatile和variant關(guān)鍵字詳解，感興趣的同學(xué)趕快來(lái)看一看吧，對(duì)你有幫助的話(huà)記得收藏一下

一、兩個(gè)長(zhǎng)得有點(diǎn)像的變量

對(duì)volatile關(guān)鍵字，其實(shí)很多人只是能用，知道用到啥處，但其實(shí)應(yīng)用的原理并不知道。在一些多線(xiàn)程的通信中，往往是這個(gè)關(guān)鍵字應(yīng)用到的場(chǎng)所，很多人也是如此想的。但其實(shí)這個(gè)想法是不準(zhǔn)確的。volatile這個(gè)關(guān)鍵字的目的最初是針對(duì)硬件IO操作的，防止訪問(wèn)IO操作中的緩存影響到真實(shí)的數(shù)據(jù)。但這個(gè)關(guān)鍵字的溢出效應(yīng)是，多線(xiàn)程也可以應(yīng)用這個(gè)原理（注意在多核和多CPU編程中有危險(xiǎn)，但是在其它語(yǔ)言如Java中，得按具體的語(yǔ)言規(guī)范來(lái)決定），那么反而在硬件IO中的應(yīng)用成了一種比較少的應(yīng)用場(chǎng)景。
在c++17中，還有一個(gè)長(zhǎng)得和它類(lèi)似的聯(lián)合體variant，如果有其它語(yǔ)言中var變量的使用，就大概明白了這是個(gè)啥玩意兒。既然是聯(lián)合體，那么就明白了這個(gè)關(guān)鍵字的用處了，也就是說(shuō)，它可以表示明確的類(lèi)型定義，而在前面提到的std::any則不是?？匆幌略赾++17中它的標(biāo)準(zhǔn)定義：

template <class... Types>
class variant;

之所以把它們兩個(gè)搞在一起，是有的時(shí)候兒新手小菜鳥(niǎo)可能會(huì)把兩個(gè)傻傻分不清。

二、二者的功能

類(lèi)模板 std::variant 表示一個(gè)類(lèi)型安全的聯(lián)合體，它表示可以擁有其中的任何一個(gè)類(lèi)型或者無(wú)值，它不能保有引用、數(shù)組或者void，如果表示一個(gè)空值，也要用std::variantstd::monostate 代替。同樣，在默認(rèn)構(gòu)造時(shí)，默認(rèn)保有聯(lián)合體的第一個(gè)類(lèi)型。面std::volatile則更多傾向于一個(gè)編譯器的優(yōu)化選項(xiàng)處理，它會(huì)防止變量被編譯器緩存。正如前面所講，這個(gè)在多線(xiàn)程中應(yīng)用的比較多，但其實(shí)他更安全的應(yīng)用其實(shí)是在硬件IO操作中。
這么看來(lái)，這二者的區(qū)別還是相當(dāng)明顯的，別看長(zhǎng)得乍一看有點(diǎn)像，但還真不是一嘛事兒。只要寫(xiě)一回代碼估計(jì)就記清楚了?；蛘吆?jiǎn)單的記憶成volatile是一個(gè)關(guān)鍵字，而variant是一個(gè)復(fù)合類(lèi)型，是一個(gè)聯(lián)合體，是一個(gè)類(lèi)模板。

三、應(yīng)用實(shí)例

看一個(gè)variant的例程：

#include <variant>
#include <string>
#include <cassert>
 
int main()
{
    std::variant<int, float> v, w;
    v = 12; // v 含 int
    int i = std::get<int>(v);
    w = std::get<int>(v);
    w = std::get<0>(v); // 與前一行效果相同
    w = v; // 與前一行效果相同
 
//  std::get<double>(v); // 錯(cuò)誤： [int, float] 中無(wú) double
//  std::get<3>(v);      // 錯(cuò)誤：合法下標(biāo)值為 0 與 1
 
    try {
      std::get<float>(w); // w 含 int 而非 float ：將拋出
    }
    catch (const std::bad_variant_access&) {}
 
    using namespace std::literals;
 
    std::variant<std::string> x("abc"); // 轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)在無(wú)歧義時(shí)起作用
    x = "def"; // 轉(zhuǎn)換賦值在無(wú)歧義時(shí)亦起作用
 
    std::variant<std::string, void const*> y("abc");
    // 傳遞 char const * 時(shí)轉(zhuǎn)換成 void const *
    assert(std::holds_alternative<void const*>(y)); // 成功
    y = "xyz"s;
    assert(std::holds_alternative<std::string>(y)); // 成功
}

volatitle這個(gè)關(guān)鍵字給一個(gè)判斷的例程，就不給多線(xiàn)程的例程了，這玩意兒一般來(lái)說(shuō)還是要小心使用，在多核，內(nèi)存序未知的情況下，還是不用為妙，X86因?yàn)橐恍v史原因，用起來(lái)還是比較可以接受的：

#include <iostream>
#include <type_traits>
 
int main() 
{
    std::cout << boolalpha;
    std::cout << std::is_volatile<int>::value << '\n';
    std::cout << std::is_volatile<volatile int>::value  << '\n';
}

這個(gè)關(guān)鍵字對(duì)從Java轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的開(kāi)發(fā)人員可能有非常大的迷惑性，二者的理解意義還是有比較大的不同的。把內(nèi)存序掌握好了，就知道為什么在X86的PC上跑一般沒(méi)有問(wèn)題的原因，如果還是無(wú)法清楚，就好好看看c++標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)內(nèi)存序的支持。這個(gè)一定要搞明白，搞不明白的話(huà)，可能不會(huì)影響到編程，但會(huì)影響到對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知。

四、總結(jié)

俗話(huà)說(shuō)：“看一遍不如寫(xiě)一遍”，這句話(huà)在計(jì)算機(jī)行業(yè)應(yīng)該是非常合適的。計(jì)算機(jī)技術(shù)是一門(mén)理論科學(xué)與實(shí)踐高度結(jié)合的技術(shù)，理論是源泉，實(shí)踐是根本，互相反饋，不斷迭代，這才是真正提高編程水平的王道。
努力吧，歸來(lái)的少年

到此這篇關(guān)于c++中的volatile和variant關(guān)鍵字詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++ volatile和variant關(guān)鍵字內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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