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@lishuhuakai 2015-05-19T11:19:57.000000Z 字数 2028 阅读 2487

register关键字

c


C语言 register 关键字—最快的关键字

    register:这个关键字请求编译器尽可能的将变量存在CPU内部寄存器中,而不是通过内存寻址访问,以提高效率。注意是尽可能,不是绝对。你想想,一个CPU 的寄存器也就那么几个或几十个,你要是定义了很多很多register变量,它累死也可能不能全部把这些变量放入寄存器吧,轮也可能轮不到你。

1. 皇帝身边的小太监----寄存器

    不知道什么是寄存器?那见过太监没有?没有?其实我也没有。没见过不要紧,见过就麻烦大了。^_^,大家都看过古装戏,那些皇帝们要阅读奏章的时候,大臣总是先将奏章交给皇帝旁边的小太监,小太监呢再交给皇帝同志处理。这个小太监只是个中转站,并无别的功能。
    好,那我们再联想到我们的CPU。CPU不就是我们的皇帝同志么?大臣就相当于我们的内存,数据从他这拿出来。那小太监就是我们的寄存器了(这里先不考虑CPU 的高速缓存区)。数据从内存里拿出来先放到寄存器,然后CPU再从寄存器里读取数据来处理,处理完后同样把数据通过寄存器存放到内存里,CPU不直接和内存打交道。这里要说明的一点是:小太监是主动的从大臣手里接过奏章,然后主动的交给皇帝同志,但寄存器没这么自觉,它从不主动干什么事。一个皇帝可能有好些小太监,那么一个CPU也可以有很多寄存器,不同型号的CPU拥有寄存器的数量不一样。
    为啥要这么麻烦啊?速度!就是因为速度。寄存器其实就是一块一块小的存储空间,只不过其存取速度要比内存快得多。进水楼台先得月嘛,它离CPU很近,CPU一伸手就拿到数据了,比在那么大的一块内存里去寻找某个地址上的数据是不是快多了?那有人问既然它速度那么快,那我们的内存硬盘都改成寄存器得了呗。我要说的是:你真有钱!

2. 举例

 register修饰符暗示编译程序相应的变量将被频繁地使用,如果可能的话,应将其保存在CPU的寄存器中,以加快其存储速度。例如下面的内存块拷贝代码:
  1. #ifdef NOSTRUCTASSIGN
  2.   memcpy (d, s, l)
  3.   {
  4. register char *d;
  5. register char *s;
  6.    register int i;
  7.    while (i--)
  8.    *d++ = *s++;
  9.   }
  10. #endif

3. 使用register 修饰符的注意点

    但是使用register修饰符有几点限制。
    首先,register变量必须是能被CPU所接受的类型。这通常意味着register变量必须是一个单个的值,并且长度应该小于或者等于整型的长度。不过,有些机器的寄存器也能存放浮点数。
    其次,因为register变量可能不存放在内存中,所以不能用“&”来获取register变量的地址。
    由于寄存器的数量有限,而且某些寄存器只能接受特定类型的数据(如指针和浮点数),因此真正起作用的register修饰符的数目和类型都依赖于运行程序的机器,而任何多余的register修饰符都将被编译程序所忽略。
    在某些情况下,把变量保存在寄存器中反而会降低程序的运行速度。因为被占用的寄存器不能再用于其它目的;或者变量被使用的次数不够多,不足以装入和存储变量所带来的额外开销。
    早期的C编译程序不会把变量保存在寄存器中,除非你命令它这样做,这时register修饰符是C语言的一种很有价值的补充。然而,随着编译程序设计技术的进步,在决定那些变量应该被存到寄存器中时,现在的C编译环境能比程序员做出更好的决定。实际上,许多编译程序都会忽略register修饰符,因为尽管它完全合法,但它仅仅是暗示而不是命令。

4. 实践

    下面的代码在C里面编译是通不过的:
  1. #include <stdlib.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. void main()
  4. {
  5. register int a = 0;
  6. printf("&a = %x\n", &a);//编译器量没有地址,因此会报错
  7. system("pasue");
  8. }
    但在C++里完全合法:
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. void main()
  4. {
  5. register int a = 0;
  6. printf("&a = %x\n", &a); //c++编译器做了优化,一旦取地址,a不会被放入寄存器中,因此存在地址
  7. system("pasue");
  8. }
    解释是:register关键字是请求编译器让变量a直接放在寄存器里面,追求速度快。在c语言中,由register修饰的变量不能取地址,但是在c++里面做了改变。

    1.register关键字请求“编译器”将局部变量存储于寄存器中,C语言中无法取得register变量地址。在C++中依然支持register关键字,C++编译器有自己的优化方式,不使用register也可能做优化。C++中可以取得register变量的地址。

    2.C++编译器发现程序中需要取register变量的地址时,register对变量的声明变得无效。

    3.早期C语言编译器不会对代码进行优化,因此register变量是一个很好的补充。
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