int i; for(i=0; i<1000; i++){ // Some Code }
为了解决这个问题,可以将使用频繁的变量放在CPU的通用寄存器中,这样使用该变量时就不必访问内存,直接从寄存器中读取,大大提高程序的运行效率。
为了加深对 register 变量的理解,这里有必要讲一下CPU寄存器。
寄存器是最贴近CPU的,而且CPU只在寄存器中进行存取。寄存的意思是暂时存放数据,不用每次都从内存中取,它是一个临时
的存放数据的空间。
那么为什么还需要缓存呢?因为如果频繁地操作内存中同一地址上的数据会影响速度,于是就在寄存器和内存之间设置一个缓
存,把使用频繁的数据暂时保存到缓存,如果寄存器需要读取内存中同一地址上的数据,就不用大老远地再去访问内存,直接
从缓存中读取即可。
注意:缓存的容量是有限的,寄存器只能从缓存中读取到部分数据,对于使用不是很频繁的数据,会绕过缓存,直接到内存中
读取。所以不是每次都能从缓存中得到数据,这就是缓存的命中率,能够从缓存中读取就命中,否则就没命中。
来看一个计算 π 的近似值的例子,求解的一个近似公式如下:
为了提高精度,循环的次数越多越好,可以将循环的增量控制定义为寄存器变量,如下所示:
#include <stdio.h> #include <conio.h> int main() { register int i = 0; // 寄存器变量 double sign = 1.0, res = 0, ad = 1.0; for(i=1; i<=100000000; i++) { res += ad; sign=-sign; ad=sign/(2*i+1); } res *= 4; printf("pi is %f", res); getch(); return 0; }
关于寄存器变量有以下事项需要注意:
1) 为寄存器变量分配寄存器是动态完成的,因此,只有局部变量和形式参数才能定义为寄存器变量。
3) 寄存器的长度一般和机器的字长一致,所以,只有较短的类型如int、char、short等才适合定义为寄存器变量,诸如double等较大的类型,不推荐将其定义为寄存器类型。
4) CPU的寄存器数目有限,因此,即使定义了寄存器变量,编译器可能并不真正为其分配寄存器,而是将其当做普通的auto变量来对待,为其分配栈内存。当然,有些优秀的编译器,能自动识别使用频繁的变量,如循环控制变量等,在有可用的寄存器时,即使没有使用
register 关键字,也自动为其分配寄存器,无须由程序员来指定。