register in C/C++

最近　php　写久了，有点烦，想捡起大学学的Ｃ++，做点有意思的东西，当然 php 是世界上最好的语言(手动狗头)。本篇内容主要说下register 这个关键字。

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。

说下为什么要把变量存入到寄存器呢？理由就是速度快啊，它比内存要快很多。记得当时在自学计算机组成原理的时候，计算机存储结构中，寄存器是处于金字塔最顶端的(速度最快，价格最昂贵的)。不过寄存器数量很有限，所以寄存器的使用要悠着点。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。

下面具体比较下registe关键字在Ｃ和Ｃ++中的区别：

在Ｃ中：

zhang@zhang:~/Code/C$ cat 1.c
#include <stdio.h>

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


register int i;

for(i = 0;i < 100000; i++){

;

}


printf("the variables i address is %x \n",&i);

return 0;

}
zhang@zhang:~/Code/C$ gcc 1.c -o 1
1.c: In function ‘main’:
1.c:15:1: error: address of register variable ‘i’ requested
 printf("the variables i address is %x \n",&i);
 ^
zhang@zhang:~/Code/C$

会发现，当对使用了register 关键字修饰了的变量取地址的时候，编译会报错。

在C++中：

zhang@zhang:~/Code/C++$ cat register.cpp 
#include <iostream>
using namespace std;


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

register int i;

for(i=0 ;i < 1000000;i++){


;

}


std::cout<<"the variables i address is %x"<<&i<<std::endl;

return 0;

}
zhang@zhang:~/Code/C++$ g++ register.cpp -o register
zhang@zhang:~/Code/C++$

在Ｃ++中，发现编译并没有问题。但千万不要高兴地以为Ｃ++编译器采用了你的建议，把你声明为register 的这个变量i 放入到寄存器中，当Ｃ++编译器发现你有取地址操作的时候，会自动忽略你的建议。不过，像上面类似的常用变量i,Ｃ++编译器会自动做优化，以加快访问速度。

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。但在Ｃ++编译器中即使没有用register 修饰的变量，Ｃ++编译器也会自动优化。

使用register 修饰符的注意点：
　　１.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。

　　2.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。

　　3.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。

　　4.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。随着编译程序设计技术的进步，在决定哪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。

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