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1、嘮叨（聽聽文章配上音樂效果更好）

今天文章一開始，我就為大家挑選一首非常經(jīng)典的歌曲。喜歡《仙劍》的朋友聽到這首音樂，腦海中可能會(huì)閃現(xiàn)出另外一個(gè)場景。你可以感覺到！今天我就一步步講解C語言關(guān)鍵字寄存器。可能你在日常的項(xiàng)目開發(fā)中不太會(huì)用到這個(gè)關(guān)鍵字。他們中的大多數(shù)人都是從書籍和文獻(xiàn)中知道的。估計(jì)有的朋友根本沒有打過這個(gè)關(guān)鍵字。關(guān)鍵詞。哈哈，作者在之前的文章中一直提到“存在即合理”的觀點(diǎn)。這也是讓我在生活和學(xué)習(xí)中始終充滿好奇心的指導(dǎo)思想。好了，廢話不多說，進(jìn)入今天的正題。筆者將通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來幫助大家理解和分析這個(gè)關(guān)鍵詞：

2. 注冊(cè)基本介紹

注冊(cè)字面意思是注冊(cè)。 C語言中用this關(guān)鍵字修飾表示該變量被頻繁使用，如局部變量定義：register int Var = 0;，建議將變量放在寄存器中進(jìn)行操作。以提高速度。 CPU在運(yùn)行時(shí)需要從外界讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源主要來自： 1）寄存器； 2）現(xiàn)金； 3）記憶。然而CPU訪問內(nèi)存時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都要經(jīng)過寄存器。但這種方式與直接訪問寄存器相比，增加了數(shù)據(jù)訪問的時(shí)間。在我們上一篇文章中，我們說過局部變量存在于棧中，棧存在于內(nèi)存中。如果我們可以將變量放入寄存器中，不是可以加快訪問速度嗎？

但使用register關(guān)鍵字時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

1）我們都知道&符號(hào)的意思是獲取內(nèi)存地址，所以由于是用寄存器修改的，所以一般不能使用該符號(hào)進(jìn)行訪問。

2）前面我們提到了C語言中各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。例如，全局變量或靜態(tài)變量在內(nèi)存中具有特定的地址。那么可以用register修改嗎？肯定不能修改，那么什么變量可以用this關(guān)鍵字修改呢？答案是局部變量。在上一篇文章中我也提到過，局部變量在函數(shù)運(yùn)行過程中會(huì)自動(dòng)分配在棧上，而棧也在內(nèi)存中。為什么可以分配到寄存器中呢？ （哈哈，這三個(gè)問題讓我很困惑！）

如上圖所示，局部變量的生命周期很短，寄存器不會(huì)一直被占用。不過，函數(shù)1使用完之后，就可以被函數(shù)2使用了，這樣就大大提高了運(yùn)行速度。

3）我們都知道芯片內(nèi)部的寄存器是有限的，并且每個(gè)寄存器都有特定的功能。我們可以用來存儲(chǔ)變量的并不多，更何況并不是所有類型的變量都可以存儲(chǔ)在寄存器中。使用，這個(gè)需要根據(jù)具體的芯片來確定，比如浮點(diǎn)數(shù)在大多數(shù)芯片中是不能放在寄存器中進(jìn)行讀寫的，所以寄存器只是告訴編譯器該變量會(huì)被頻繁使用。建議放在寄存器中進(jìn)行讀寫。至于是否存儲(chǔ)，編譯器必須自己決定，所以有時(shí)編譯會(huì)忽略這個(gè)關(guān)鍵字。

好吧，有一些注意事項(xiàng)可能需要用例子來解釋。光在這里談?wù)撍鼈兪菦]有用的。讓我們做一些實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看套準(zhǔn)效果

我寫了一個(gè)簡單的測試程序，就是我們學(xué)習(xí)編程最先用到的循環(huán)延遲。我們通過register關(guān)鍵字修改和不修改局部變量來獲取程序運(yùn)行時(shí)間。 （使用Dev_C++運(yùn)行程序）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*************************************
 * Fuction: 測試register
 * Author : (公眾號(hào):最后一個(gè)bug)
 ************************************/
int main(int argc, char *argv[]) {
    //register long cnt = 0;
    long cnt = 0;
    int timer = 0;
    for(cnt = 0;cnt < 100000000;cnt++)
    {
        timer++;
    } 
    printf("歡迎關(guān)注公眾號(hào):最后一個(gè)bug!");
    return 0;
}

不修改寄存器的情況下register是什么意思？怎么讀網(wǎng)校頭條，大約運(yùn)行3次的時(shí)間：

使用寄存器修改三倍的大概運(yùn)行時(shí)間：

簡單分析一下：以上結(jié)果僅供對(duì)比（筆者運(yùn)行程序所用的電腦仍然是大學(xué)時(shí)使用的電腦，雖然更換了固態(tài)和內(nèi)存模塊，但畢竟還是古董）。可見，使用寄存器確實(shí)可以縮短程序執(zhí)行時(shí)間。到時(shí)候有些朋友就會(huì)問了。前面說過，register只建議放在一個(gè)用于讀寫的寄存器中。那么如何判斷程序是否已經(jīng)放入寄存器來運(yùn)行程序呢？答案就是三個(gè)字------“看程序的匯編”！ ！

4.如何在Dev_C++中查看C程序的匯編

這里簡單介紹一下Dev_C++的程序集查看功能，主要是為后面的知識(shí)講解做鋪墊。同時(shí)，最近我發(fā)現(xiàn)很多朋友還在使用VC++學(xué)習(xí)，也遇到了很多安裝和系統(tǒng)兼容性問題。筆者覺得如果只是為了學(xué)習(xí)，可以安裝Dev_C++軟件進(jìn)行練習(xí)。同時(shí)，安裝包較小，安裝過程也非常方便。

Dev_C++的基礎(chǔ)教程可以在網(wǎng)上搜索學(xué)習(xí)。這里筆者簡單講一下如何調(diào)試和查看代碼匯編？為了方便大家驗(yàn)證結(jié)果。

1）在代碼行號(hào)前面放置一個(gè)端點(diǎn)，然后點(diǎn)擊左下角的“調(diào)試”，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。

2) 進(jìn)入調(diào)試模式，調(diào)試選項(xiàng)卡中的所有按鈕均被激活。點(diǎn)擊ViewCPUwindows，彈出對(duì)應(yīng)的匯編語言窗口。同時(shí)，單擊“下一條指令”，執(zhí)行一條匯編指令。其他按鈕的功能和我們的大致相同。正常的調(diào)試功能類似。大家可以去網(wǎng)上搜索了解一下，這里不再贅述。

5、判斷注冊(cè)是否有效？

上面已經(jīng)鋪好了。要判斷寄存器是否有效，只需檢查相應(yīng)的匯編代碼即可。如果我們從寄存器中讀寫被寄存器修改的變量，就說明編譯器已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。如果仍然是來自相應(yīng)的內(nèi)存值，編譯器不會(huì)優(yōu)化。我們簡單看一下修改和不修改的結(jié)果。

1) 使用寄存器修改的匯編語句：

分析：我們看到C語言中的cnt++在右邊的匯編中變成了add ebx,0x1；這說明cnt確實(shí)是放入寄存器中使用的。

2）不修改寄存器的匯編語句：

分析一下：我們可以看到，這里的cnt++取的是esp+0x1c地址所在內(nèi)存的值，進(jìn)行自增操作，這樣我們最終就得到了上面的程序運(yùn)行時(shí)間，顯然是慢了一些。

這里補(bǔ)充一些知識(shí)：正在學(xué)習(xí)ARM的朋友應(yīng)該知道，ARM中傳遞的函數(shù)參數(shù)大部分都是通過r0~r1寄存器來操作的，更多的其他參數(shù)是通過棧傳遞的，所以我們有時(shí)通過盡量不要輸入更多超過4個(gè)參數(shù)，這樣就可以在寄存器中完成更多的處理，提高程序的效率。我在這里簡單提一下。我會(huì)發(fā)表一篇關(guān)于如何提高程序效率的文章供大家閱讀。

6. 最后總結(jié)

你應(yīng)該感覺寄存器本身其實(shí)很簡單。根本沒什么可說的。但由于它有一定的模糊性，所以會(huì)有人確認(rèn)。不過，在確認(rèn)的過程中，你其實(shí)學(xué)到的不僅僅是這個(gè)關(guān)鍵字register是什么意思？怎么讀，還有很多額外的知識(shí)，比如程序的運(yùn)行、編譯處理器的處理等等，知識(shí)都是相互關(guān)聯(lián)的，所以筆者經(jīng)常檢查他的自己的知識(shí)體系，尋找并填補(bǔ)空白。然而，現(xiàn)代編譯器往往不使用register關(guān)鍵字，編譯器會(huì)根據(jù)代碼自動(dòng)優(yōu)化。處理，但是如果你想按照自己的想法來優(yōu)化程序，你還是需要了解清楚。