Warum wurde das Register-Schlüsselwort erstellt?

Während des Lesens Keywords, die keine sind (oder Kommentare mit einem anderen Namen) durch Herb Sutter Dabei bin ich auf diese Zeilen gestoßen:

Das ist richtig, einige Schlüsselwörter sind semantisch äquivalent zu Leerzeichen, einem verherrlichten Kommentar.

Und

Wir haben gesehen, warum die C++-Sprache Schlüsselwörter als reservierte Wörter behandelt, und wir haben zwei Schlüsselwörter gesehen – auto und register –, die für ein C++-Programm keinen semantischen Unterschied machen. Verwenden Sie sie nicht; Sie sind sowieso nur Leerzeichen, und es gibt schnellere Möglichkeiten, Leerzeichen einzugeben.

Wenn die Stichworte gefallen auto(vielleicht nicht in C++11) und register wertlos sind, warum wurden sie dann geschaffen und verwendet?

Wenn es keinen Unterschied macht, die einzubeziehen register vor einer Variablen

#include<stdio.h>
int main(){
    register int a = 15;
    printf("%d\n%d\n",&a,a);
    return 0;
}

Warum gibt das obige Programm einen Fehler aus?

test_register.c: In Funktion ‘main’:

test_register.c:4:2: Fehler: Adresse der Registervariablen ‘a’ angefordert

printf(“%d\n%d\n”,&a,a);

Das folgende Programm funktioniert in C++.

#include<iostream>
int main(){
    register int a = 15;
    std::cout<<&a<<'\n'<<a;
    return 0;
}

registrieren

In C, die register Die Speicherklasse wurde als Hinweis für den Compiler verwendet, um auszudrücken, dass eine Variable vorzugsweise in einem Register gespeichert werden sollte. Beachten Sie, dass der Hinweis zum Speichern von a register Variable in einem tatsächlichen Register kann berücksichtigt werden oder nicht, aber in jedem Fall gelten die relevanten Einschränkungen immer noch. Siehe C11, 6.7.1p6 (Hervorhebung von mir):

Eine Deklaration eines Bezeichners für ein Objekt mit Speicherklassenbezeichner register schlägt vor, dass der Zugriff auf das Objekt so schnell wie möglich erfolgt. Inwieweit solche Vorschläge wirksam sind, wird von der Umsetzung bestimmt.[footnote 121]

[footnote 121] Die Implementierung kann beliebig behandelt werden register Deklaration einfach als auto Erklärung. Unabhängig davon, ob adressierbarer Speicher tatsächlich verwendet wird oder nicht, wird die Adresse eines beliebigen Teils eines Objekts mit dem Speicherklassenbezeichner deklariert register kann nicht berechnet werden, entweder explizit (durch Verwendung des unären &-Operators, wie in 6.5.3.2 besprochen) oder implizit (durch Konvertieren eines Array-Namens in einen Zeiger, wie in 6.3.2.1 besprochen). Daher sind dies die einzigen Operatoren, die auf ein Array angewendet werden können, das mit einem Speicherklassenbezeichner deklariert wurde register sind sizeof und _Alignof.

In C++ ist es einfach ein ungenutztes reserviertes Schlüsselwort, aber es ist vernünftig anzunehmen, dass es aus Gründen der syntaktischen Kompatibilität mit C-Code beibehalten wurde.

Auto

In C, die auto Die Speicherklasse definiert eine Variable für die automatische Speicherung, wird jedoch normalerweise nicht verwendet, da funktionslokale Variablen verwendet werden auto standardmäßig.

Ebenso ist es vernünftig anzunehmen, dass es ursprünglich nur aus syntaktischen Kompatibilitätsgründen auf C++ übertragen wurde, obwohl es später seine eigene Bedeutung erhielt (Typ Inferenz).

register in C diente zwei Zwecken:

• Hinweis an den Compiler, dass die Variable aus Performancegründen in einem Register gespeichert werden sollte. Diese Verwendung ist heute weitgehend veraltet.
• Verhindern Sie, dass der Programmierer die Variable auf eine Weise verwendet, die verhindern würde, dass sie in einem Register gespeichert wird. Diese Verwendung ist meiner Meinung nach nur etwas veraltet.

Dies ist ähnlich wie constdie

• Hinweise an den Compiler, dass eine Variable im Nur-Lese-Speicher gespeichert werden kann.
• Verhindert, dass der Programmierer in die Variable schreibt

Betrachten Sie als Beispiel diese vereinfachte Funktion:

int sum(const int *values, size_t length) {
    register int acc = 0;
    for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
        acc += values[i];
    }
    return acc;
}

Der Programmierer hat geschrieben register um den Akkumulator vom Stack fernzuhalten, wodurch ein Speicherschreiben bei jeder Aktualisierung vermieden wird. Wenn die Implementierung in etwa so geändert wird:

// Defined in some other translation unit
void add(int *dest, int src);

int sum(const int *values, size_t length) {
    register int acc = 0;
    for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
        add(&acc, values[i]);
    }
    return acc;
}

Das acc Variable kann nicht mehr in einem Register gespeichert werden, wenn ihre Adresse für die genommen wird add() anrufen, weil Register keine Adresse haben. Der Compiler wird also flaggen &acc als Fehler, der Sie darüber informiert, dass Sie wahrscheinlich die Leistung Ihres Codes durch die Verhinderung zerstört haben acc vom Leben in einem Register.

Dies war früher viel wichtiger, als Compiler dümmer waren und Variablen für eine ganze Funktion an einem einzigen Ort lebten. Heutzutage kann eine Variable den größten Teil ihres Lebens in einem Register verbringen und wird nur vorübergehend auf den Stapel verschoben, wenn ihre Adresse belegt ist. Das heißt, dieser Code:

/* Passed by reference for some reason. */
void debug(const int *value);

int sum(const int *values, size_t length) {
    int acc = 0;
    for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
        acc += values[i];
    }
    debug(&acc);
    return acc;
}

verursacht hätte acc in älteren Compilern für die gesamte Funktion auf dem Stack zu leben. Moderne Compiler werden beibehalten acc in einem Register bis kurz vor dem debug() Anruf.

Moderner C-Code verwendet im Allgemeinen nicht die register Stichwort.

C99-Begründung bietet etwas mehr Kontext des Schlüsselworts register:

Begründung für International Standard – Programmiersprachen – C

§6.7.1 Speicherklassenspezifizierer

Denn die Adresse von a register Variable kann nicht genommen werden, Objekte der Speicherklasse register effektiv in einem Raum existieren, der sich von anderen Objekten unterscheidet. (Funktionen belegen noch einen dritten Adressraum.) Dies macht sie zu Kandidaten für eine optimale Platzierung, dem üblichen Grund für die Deklaration von Registern; aber es macht sie auch zu Kandidaten für eine aggressivere Optimierung.