是否将变量设为 const 或 final 保存字节或内存？答案

【问题标题】：Does making a variable a const or final save bytes or memory?是否将变量设为 const 或 final 保存字节或内存？
【发布时间】：2017-11-03 08:57:43
【问题描述】：

我一直在使用一个程序，并且一直在尝试节省字节和存储空间。

我的 C 程序中有很多变量，但我想知道是否可以通过在整个程序中使用 don't change 或 const 或 final 的一些变量来减小程序的大小。

所以我的问题是：

将静态变量标识为constant时是否有任何字节保存？
如果这样做可以保存字节，为什么要保存它们？如果是constant，程序如何以不同的方式存储变量，为什么这种方式需要更少的存储空间？
如果通过将变量定义为constant 没有保存字节，那么为什么开发人员首先要以这种方式定义变量？难道我们不能省略const，以防我们以后需要更改变量（尤其是在这样做没有失败的情况下）？
是否只有一些 IDE/语言可以使用 constant 变量保存字节？

感谢您的帮助，非常感谢。

【问题讨论】：

如果编译器将其优化为编译时常量，那么是的，它可以节省几个字节的内存，因为它可能不需要变量空间。这要求您在定义时初始化变量，并且您永远不会在任何地方获取变量的地址。但总的来说，不要指望它。
至于为什么人们使用const？好吧，如果您有一个不允许修改的变量，那么当然我们将其设为const。这是一个语义问题，它有助于人们阅读代码，它有助于防止你（或其他人）犯下愚蠢的错误，它甚至可以帮助编译器做出优化决策。
C 没有指定constant。它确实指定了const。
根据处理器的不同，常量变量可能最终会成为指令的立即值操作数，这样可以节省少量空间。

标签： c variables constants final

【解决方案1】：

我认为您正在研究深度嵌入式系统（例如 cortex-M 处理器）。对于这些，您知道 SRAM 是一种稀缺资源，而您拥有大量的 FLASH 存储器。然后尽可能对任何不改变的变量使用 const 关键字。 这样做会告诉编译器将变量存储在 FLASH 内存中而不是 SRAM 中。

例如，要在系统上存储文本，您可以这样做：

const char* const txtMenuRoot[] = { "Hello, this is the root menu", "Another text" };

那么在FLASH中不仅存储了文本，还存储了它的指针。

【讨论】：

这个答案说的是实话，但它是错误的：没有“内存节省”，它只是使用不同类型的内存。
我的答案在哪里写着我节省内存？
问题是关于节省内存的。您的答案应该回答问题，但事实并非如此。

【解决方案2】：

您的所有问题在很大程度上取决于编译器和环境。用于嵌入式环境的 C 编译器可以很好地节省内存，而其他编译器可能不行。

将静态变量标识为常量时是否有任何字节保存？

是的，有可能。但是请注意，“const”通常并不是为了指定如何存储变量——而是它的含义是帮助程序员和编译器更好地理解源代码（当编译器“更好地理解”时，它可以产生更好的目标代码）。一些编译器可以使用该信息也将变量存储在只读内存中，或者将其删除并将其转换为目标代码中的文字。但就您的问题而言，#define 可能更合适。

如果这样做可以保存字节，为什么要保存它们？如果变量是常量，程序如何以不同的方式存储变量，为什么这种方式需要更少的存储空间？

在源代码中声明的变量可以到目标代码中的不同位置，以及当目标文件加载到内存中并执行时的不同位置。请注意，各种架构也存在差异——例如在小型 8/16 位 MCU（用于电子设备的 CPU）中，通常没有“加载”目标文件。因此，变量的值存储在某处 - 无论如何。但是在低级别，编译器可以使用文字而不是地址，这主要节省了一些内存。假设您在源代码中声明了一个常量变量 GAIN=5。当在某个公式中使用该变量时，编译器会发出类似“LD R12，GAIN”的信息（使用地址 GAIN 的内容加载寄存器 R12，其中存储了变量 GAIN）。但编译器也可以发出“LD R12,#5”（在 R12 中加载值“5”）。在这两种情况下都需要一条指令，但在第二种情况下，所涉及的变量没有内存。这是一种节省，也可以更快。

如果不通过将变量定义为常量来保存字节，那么为什么开发人员首先要以这种方式定义变量？难道我们不能只省略 const 以防我们以后需要更改变量（尤其是在这样做没有失败的情况下）？

如前所述，“const”关键字旨在更好地定义将对变量执行的操作。为了清楚起见，这对程序员很有用。明确说明变量不打算被修改是有用的，特别是当变量是形式参数时。在某些环境中，实际上有一些只读内存只能读取而不能写入，如果一个变量（可能是“系统变量”）被标记为“const”，程序员就清楚了 - 并且 -编译器，如果遇到试图修改该变量的代码，它会发出警告。

是否只有一些 IDE/语言可以使用常量变量保存字节？

绝对是的。但是不要谈论 IDE：它们只是编辑器。关于语言，事情很复杂：它完全取决于实现和优化。可能这种保存仅在编译器（而非解释器）中使用，并且很大程度上取决于编译器的优化选项/功能。

【讨论】：

【解决方案3】：

这样想const（C 中没有final 或constant 这样的东西，所以我将忽略它）。如果编译器可以节省内存，它会（特别是当您编译优化大小时）。 const 为编译器提供了有关对象属性的更多信息。当编译器拥有更多信息时，它可以做出更明智的决定，并且不会阻止编译器做出与获得该信息之前完全相同的决定。

它不会伤害并且可能会有所帮助，它还可以帮助使用代码的程序员更轻松地对其进行推理。编译器和程序员都得到了帮助，没有人受到伤害。这是双赢的。

【讨论】：

【解决方案4】：

编译器可以根据对代码的了解来减少使用的内存，const 帮助编译器了解真实的代码行为（如果您激活警告，您可以对 const 的放置位置提出建议）。

但是由于使用的硬件的对齐限制，结构可以包含未使用的字节，并且编译器无法更改结构的内部顺序。这只能通过更改代码来完成。

struct wide               struct compact
{                         {
    int_least32_t i1;             int_least32_t i1,
    int_least8_t b;                             i2;
    int_least32_t i2;             int_least8_t b;
}                         }

由于对齐限制，结构宽度可以在成员“b”和“i2”之间有一个空白空间。这不是 struct compact 的情况，因为元素是从最宽（可能需要更大的对齐）到更小的元素列出的。

在同样的情况下，结构紧凑甚至可以带来更快的代码。

【讨论】：