寄存器变量

PCB88475579 2019-06-03 2368

处理器/DSP

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描述

寄存器变量：

变量一般情况下都存在于内存中。如果程序需要使用某个变量，CPU的控制器将从内存中取得变量值后会将其暂存在寄存器中。寄存器就是CPU自己的“小内存”，它的特点是“容量小、速度快”。正常情况下，编程语言本身无法直接操作寄存器。但某些时候，一些变量可能会被频繁地使用，这时，频繁地对内存进行存取操作就会耗费较多的时间；如果我们能够有效地利用CPU的寄存器，就会显著提升程序的运行效率。

C语言中使用关键字register来声明局部变量为寄存器变量。寄存器变量的值会被存放在CPU的寄存器中，每当需要使用它们时，CPU就可以直接使用，而无须再通过控制器从内存中获取。由于操作寄存器的速度远高于操作内存，所以正确地使用寄存器变量能够有效地提高程序运行效率。register型变量常被用于作为循环控制变量，这能充分体现它的高速特点。

但是，我们必须明确只有局部自动变量和形式参数才能够被定义为寄存器变量，全局变量和局部静态变量都不能被定义为寄存器变量。而且，一个计算机中寄存器数量是有限的，一般为2 到3个，因此寄存器变量的数量不能太多。对于在一个函数中说明的多于2到3个的寄存器变量，Ｃ编译程序会自动地将寄存器变量变为自动变量。受硬件寄存器长度的限制，寄存器变量只能是char、int或指针型，而不能使其他复杂数据类型。由于register变量使用的是硬件CPU中的寄存器，寄存器变量无地址，所以不能使用取地址运算符“&”求寄存器变量的地址。

C语言中的变量按存储区域可以分为三种：堆栈中的自动变量，普通内存中得静态变量，硬件寄存器变量。由于寄存器变量直接存放在CPU中，而不在内存中，所以访问速度极快。一般应用于需要大量次数访问的变量。寄存器变量只能存放int ，char和指针类型的数据，而且寄存器变量不能过多的使用，否则反而会降低运算速度。但是我们将数据类型定义为register int 类型难道真的能提高运算速度吗？

实验发现，将数据定义为register int 并没有对时间照成多少影响。

原因是register 并不是一个指令，仅仅是对编译器的一个建议，编译器会根据情况将数据放入寄存器中。所以速度可能并不会差太多，因此除非有特殊需要，否则不必将数据定义为register。

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