寄存器变量的地址

Question

在C中，我们不能使用＆amp;找出寄存器变量的地址，但在C ++中我们也可以这样做。为什么它在C ++中合法而在C中不合法？有人可以深入解释这个概念。

Answer 1

以下摘录自C99 standard (pdf)的第6.7.1节（脚注101）：

  

实现可以将任何register声明简单地视为auto声明。但是，是否实际使用了可寻址存储，无法计算用存储类说明符寄存器声明的对象的任何部分的地址（通过使用一元& 6.5.3.2）中讨论的运算符或隐式（通过将数组名称转换为6.3.2.1中讨论的指针）。因此，可以应用于使用存储类说明符register声明的数组的唯一运算符是sizeof。

来自C++ standard (pdf)的第7.1.1节第3段：

  

register说明符与auto说明符具有相同的语义，并提供了对如此声明的对象将被大量使用的实现的提示。 [注意：提示可以忽略，在大多数实现中，如果采用对象的地址，它将被忽略。 - 后注]

有关register

的有趣花絮

C ++组（WG21）wants to deprecate register：

  

register关键字提供的功能非常少，只提供了一条通常会被忽略的提示。它应该在此版本的标准中弃用，释放保留的名称以供将来的标准使用，就像auto这次被重复使用同样无用。

     

2009年3月会议的说明：

     

CWG的共识赞成弃用register。

在会议上查看C99小组（WG14）said about register (pdf)：

  

弃用“auto”关键字的一般协议。我们应该要求WG21回去吗？   以前使用“register”（没有地址）？不，这不会与WG21一起飞行。

Answer 2

register关键字只是一个提示，可以忽略。大多数C ++编译器始终忽略它，但是如果你获取变量的地址或者创建对它的引用，任何C ++编译器都会忽略它。

另一方面，C ++编译器不会 忽略“register”只是因为你接受了变量的地址。从理论上讲，编译器可以将它存储在一个寄存器中，并为您提供一些魔法指针值，该值以某种方式映射到幕后的寄存器，但这样做的工作量很少，因此没有编译器（我知道）做了类似的事。

由于寄存器在C中也是可忽略的，我怀疑对寄存器变量地址的明确禁止只是为了减轻C编译器的检查负担。

C ++标准的相关部分是7.1.1.3：

  

寄存器说明符与自动说明符具有相同的语义，并且提供了对如此声明的对象将被大量使用的实现的提示。 [注意：提示可以忽略，在大多数实现中，如果采用对象的地址，它将被忽略。 - 后注]

Answer 3

对于超级迟到的回答感到抱歉。

问题是，在C中，register最初意味着将值存储在寄存器中，这就是为什么只能使用int和char的原因。但随着时间的推移，特别是标准的C ++，它扩展到“快速访问”而不是“在CPU注册”。 所以在C ++中，数组可能是register类型，但我们知道不可能将数组存储在CPU寄存器中。因此，在逻辑上可以解决C ++寄存器（在上面的意义上），但如果值实际上在CPU寄存器中仍然没有意义。

Answer 4

我认为如果不是C兼容性，关键字甚至不会成为语言。虽然我不能与任何权威人士交谈，但如果是这样的话，在我看来，除了简单的标准强制执行的“编译器比你更聪明”子句之外，它有一个实际的理由是合法的：C ++接受没有事情的地址比C更容易获得许可。具体来说：成员函数和引用。

因为成员函数需要隐式this参数，所以不可能从声明为register的对象中调用它们。在C中，没有什么禁止你说register struct X x;，所以在C ++中必须允许这样的语言[因为C兼容性是关键字甚至存在的全部原因]。但是如果禁止调用成员函数以及获取地址，那么这也包括初始构造函数调用。从本质上讲，它不适用于非POD类型。因此，您最终会得到一个存储类说明符，该说明符仅对合法类型的一小部分有效，而其他所有存储类说明符都可用于任何事情。

您也无法创建对此类对象的引用，即使从技术上讲，编译器也不必将引用视为指针。 register int i; int& x;不需要为两个变量留出空间，但如果您稍后执行&x，则会得到指向i的指针。因此，初始构造必须被视为非法。虽然这似乎是一个非问题，因为无论如何C中都不存在引用，返回到我们之前的点，使用register说明符声明的POD类型不能再被复制。编译器提供的复制构造函数的格式为X::X(const X&)或X::X(X&)。

因此，为了保持C兼容性，他们必须使register作为存储类说明符是唯一的，因为它不适用于所有类型，并且在其他地方修改标准的至少两个不同部分[to指定您不能创建对使用register说明符声明的变量的引用，并以某种方式解决POD复制的引用]。或者，他们可以说“可以接受地址”并让编译器决定是否兑现请求。他们计划做的事情无论如何。

Answer 5

寄存器变量没有地址，它在cpu寄存器中被保存（至少它应该被保存）。由于寄存器修饰符只是一个提示，如果你强制编译器生成代码来提取它的地址，修饰符将被忽略，你最终会得到一个保存在内存中的常规变量。

要直接回答你的问题，无论哪一个让你拿一个寄存器变量的地址（你原来的帖子自相矛盾......）让你忽略自己的提示，至少应该发出警告。 IMO正确的实现是禁止获取寄存器变量的地址。

Answer 6

要记住的重要一点是“寄存器”只是编译器的一个暗示（这是一个毫无意义的;我从未见过任何速度改进，大多数编译器可能只是忽略它）。允许C和C ++忽略你的“建议”并将变量保存在内存中。当然，如果你取变量的地址，它将强制它在内存中分配一个点。

C和C ++对于你可以做什么有不同的规则，因为它们是不同的语言。 C ++设计者决定允许你获取寄存器变量的地址，因为它不会伤害任何东西; C不允许你这样做，因为它会强制它进入内存。

考虑更多，C的限制可能是因为变量必须在块的开头声明 - 编译器可以在遇到变量时为变量布局内存，而不考虑它在以后如何使用功能。

Answer 7

C和C ++是两种不同的语言，具有大型公共子集。这就是为什么他们之间有些不同的东西。

虽然我不明白你的问题，register（至少在C ++中）提示可以更频繁地访问变量，仅此而已。在C中，这意味着你不能使用&一元运算符来获取地址，这在当时具有一定的意义。在C的早期，预计编译器可能不会为变量分配内存，因此不一定要有一个地址。

（计算机通常具有寄存器，它们是CPU的快速访问部分，因此是访问速度最快的存储器。变量可能存在于寄存器中，而不是存储器中，如果这会导致更好的性能。）

如今，几乎所有编译器都足够复杂，可以比程序员更好地完成自己的分配，因此使用register几乎总是毫无意义。

Answer 8

这只是一个有根据的猜测，但我怀疑你可以在C ++中取一个寄存器的地址，因为这样的想法根本不存在。在您的特定情况下，C ++可能不使用寄存器。请注意，存储类限定符register只是对编译器的一个提示（并且大多数（如果不是所有现代编译器都乐意完全忽略它）。