为什么我们不能总是在 C 中使用寄存器存储类？

Why can't we always use the register storage class in C?

本文关键字：寄存器存储不能我们为什么更新时间：2023-10-16

我在一本书中读到，每当我们使用存储类声明一个变量作为寄存器时，它就会存储在寄存器中，这取决于它的可用性。如果没有可用的寄存器，则将为其分配默认存储类型"auto"。

每当我们声明一个变量而不明确提及任何存储类时，分配给它的默认存储类型就是"auto"本身。

所以，我的问题是，为什么不将每个变量声明为"寄存器"存储类 - 如果没有可用的寄存器，它无论如何都会被视为默认的"自动"类本身。幸运的是，如果寄存器可用，那么它将存储在一个寄存器中。我知道我们不能再使用 & 运算符了，但是如果我不打算使用指针和地址怎么办？那么我可以使用"寄存器"存储类声明这些变量吗？因为这似乎是一种不好的做法。

编辑：我搜索了网络，但"地址不可用"是唯一提到的点。为什么不能用"寄存器"声明其余变量没有提到。

你不能把所有的变量都register，因为 C（和（C++）语言规范明确禁止获取 register 变量的地址。

但是，register限定符在当今的优化编译器（如GCC或Clang/LLVM）中没有任何作用，这些编译器将愉快而自由地使用机器寄存器来存储不合格的变量register甚至将合格的变量保留在内存中（不在机器寄存器中）一个合格的变量register。本质上，编译器忽略了register限定符（除了禁止获取其地址）。它具有复杂的寄存器分配算法和启发式算法。给定变量可能保留在机器寄存器中，用于函数代码的某些部分，并放在内存中用于其他部分。

从优化的角度来看，当前的编译器以相同的方式处理auto和register限定变量（因此register限定符是无用的，除了禁止地址运算符）。

还要注意的是，CPU缓存比今天的处理器寄存器重要得多。如果你想手动调整你的 C 代码以提高性能（这通常是一个坏主意，因为编译器做得比你能做的更好），最好处理缓存问题（见这里）。

AFAIK，C 和 C++ 语言的未来版本将正式弃用 register 限定符（就像他们对auto限定符所做的那样），并且未来的语言规范可能会将该关键字重用于其他目的（如 C++11 重用auto）。因此，在源代码中使用register可能是一个错误，因为它可能会使您的代码更难移植到 C 或 C++ 的未来版本。

"register" 关键字只是对编译器的提示，如果可能的话，您认为应该比其他变量更快地处理该变量。作为副作用，不允许获取变量的地址，并且寄存器数组是未定义的行为。

任何现代编译器都会尽可能多地使用寄存器，因此不再需要此关键字。编译器也比你更聪明：它可以在程序的一个部分中对变量x使用寄存器，在程序的另一部分中对变量y使用寄存器。或者对结构的五个字段中的两个使用寄存器。所有你甚至不能用注册关键字表达的东西。

使用

寄存器可能并非完全没有意义的唯一情况是，当您有一个看起来比其他变量使用得少得多的变量时，但您知道得更好。即便如此，这也是一个非常大的"可能"。