C语言——register

前言

  register就和它的名字一样，很少出现在代码世界中，通常只会在一些特定的场合才会出现。它是如此地快，以至于CPU都对它刮目相看，但是它有一个致命的缺点，它的速度“看心情”而定，并不是每一次都能让人满意。

一、register的作用

如果一个变量用register来修饰，则意味着该变量会作为一个寄存器变量，让该变量的访问速度达到最快。例如，一个程序逻辑中有一个很大的循环，循环中有几个变量要频繁进行操作，这些变量可以声明为register类型。

二、寄存器变量

  寄存器变量是指一个变量直接引用寄存器，也就是对变量名的操作的结果是直接对寄存器进行访问。寄存器是CPU的“亲信”，CPU操作的每一个操作数和操作结果，都由寄存器来暂时保存，最后才写入内存或从内存中读出。也就是说，变量的值通常保存在内存中，CPU对变量进行读取是先将变量的值从内存中读取到寄存器中，再进行运算，运算完后将结果写回内存中。为什么要这么设计，不直接对变量的值在内存中进行运算，而要再借助于寄存器呢？这是由于考虑到性能的问题才这么设计的。在计算机系统中，包含很多种不同类型的存储器，如下图所示：

  在计算机中，CPU的运算速度最快，现在常用的CPU都已达3 GHz左右，而相对应的存储器速度却相对慢得多，访问速度最快的寄存器和缓冲，由于其体积较大，不适合大容量的缓冲使用，所以只能通过将二者结合的方式来提高效率。程序代码保存在内存中，当使用数据时，将其送到寄存器，让CPU来访问，使用完毕后，再送回内存保存。C语言允许使用寄存器保存变量的值，很明显这样能大大提高程序的执行速度。但是，寄存器的个数是有限的，X86也就是十几个，AMR最多才37个，我们不可能将全部的变量都声明为寄存器变量，因为其他代码也需要使用寄存器，同样，我们声明的寄存器变量也不一定直接保存在寄存器中，因为寄存器可能全部都被其他代码占用。编译器只能尽量把变量安排在寄存器中。

总结：

在使用寄存器变量时，请注意：
（1）待声明为寄存器变量的类型应该是CPU寄存器所能接受的类型，寄存器变量是单个变量，变量长度应该小于等于寄存器长度。
（2）不能对寄存器变量使用取地址符“&”，因为该变量没有内存地址。
（3）尽量在大量、频繁操作时使用寄存器变量，且声明的变量个数应该尽量少。