关于register修饰符以及在C 与 C++中的区别

来源：互联网发布：北京java晚班编辑：程序博客网时间：2024/06/08 05:33

文章此部分转载自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a1837e90101128k.html

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。

一、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！

二、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，

　　#ifdef NOSTRUCTASSIGN

　　memcpy (d, s, l)

　　{

　　 while (i--)

　　 *d++ = *s++;

　　}

　　#endif

　　
三、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。

register在C与C++中的区别：（以下部分转载自：http://blog.csdn.net/lfw19891101/article/details/6126114）

在c++中：

(1)register 关键字无法在全局中定义变量，否则会被提示为不正确的存储类。

(2)register 关键字在局部作用域中声明时，可以用 & 操作符取地址，一旦使用了取地址操作符，被定义的变量会强制存放在内存中。

在c中:

(1)register 关键字可以在全局中定义变量，当对其变量使用 & 操作符时，只是警告“有坏的存储类”。

(2)register 关键字可以在局部作用域中声明，但这样就无法对其使用 & 操作符。否则编译不通过。

建议不要用register关键字定义全局变量，因为全局变量的生命周期是从执行程序开始，一直到程序结束才会终止，而register变量可能会存放在cpu的寄存器中，如果在程序的整个生命周期内都占用着寄存器的话，这是个相当不好的举措。

以下是摘自别人的博文：

C和C++处理register关键字的一处差异

2010年12月29日星期三 13:30

C++并不是完全兼容C语言的，上次提到的sizeof('a')等于几的问题就是一例。今天我在编码时又无意中发现了一处不同：
　　用register关键字修饰的变量，在C语言中是不可以用&操作符取地址的，这是我已有的经验。因为编译器如果接受了程序员的建议把变量存入寄存器，它是不存在虚拟地址的。但在C++中，用register修饰的变量可以用&操作符取地址，这是我在一段代码中发现的。如果程序中显式取了register变量的地址，编译器一定会将这个变量定义在内存中，而不会定义为寄存器变量。
　　我在C99（ISO/IEC 9899:1999）和ISO C++（ISO/IEC 14882:2003）标准中得到了确认，C和C++标准对register遇到&的处理确实有不同的明确定义。但为什么要这样定义？我只能从标准的字里行间猜测。K&R C1中如何描述register我尚未查证，K&R C2（ANSI C）中说明了“register variables are to be placed in machine registers ... but compilers are free to ignore the advice ”。但在C99和ISO C++中，措辞分别变成：“suggests that access to the object be as fast as possible”、“a hint to the implementation that the object so declared will be heavily used”，不再特别提及“machine registers”。可见历史上register关键字在强调尽可能地把变量保存到寄存器，而现在的register关键字不再强调具体手段，只是建议编译器通过各种可行的方式优化该变量的访问（不过很多编译器会忽略这一关键字，而采用自身的优化策略）。C99可能是为了保持对K&R C的兼容而不允许取地址操作；而C++也许是因为没有历史包袱才放宽了这个限制吧。猜测而已，希望知道内幕的朋友告诉我更精确的答案。

http://hi.baidu.com/notheorem/blog/item/d482021131c85d1bc83d6d77.html

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