201-C中的register关键字

冷不防 2022-10-30 15:27 105阅读 0赞

**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。  
因为，如果定义了很多register变量，可能会超过CPU的寄存器个数，超过容量。所以只是可能。

## 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？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，小太监再交给皇帝处理。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！

**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:**

#include<stdio.h>
    
    void Memcpy(register char *d,register char * s, register int i)
    {
        
    	while (i--)
    	{
        
    		*d++ = *s++;
    	}
    
    }

## 但是使用register修饰符有几点限制 ##

1.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。

2.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。

3.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。

## 实践 ##

**下面的代码在C里面编译是通不过的：**

#include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
        
        register int a = 0;
        printf("&a = %x\n", &a);//编译器量没有地址，因此会报错
        
        return 0;
    
    }

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**但在C++里完全合法：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
**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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