C++ Register详解

一、Register的作用

Register是被用作C++中的关键字，用于声明寄存器变量。寄存器是CPU内部的一种高速存储器，数据的读写速度比内存快得多，因此在C++中使用寄存器可以提高程序运行的效率。

声明寄存器变量

要声明一个寄存器变量，需要在变量名称前面加上register关键字，并且这个变量必须是基本数据类型，如int、char、float等。例如：

register int i;//声明一个寄存器变量i

数据读写速度的提高

在使用寄存器变量的过程中，因为这些变量被存储在CPU的寄存器中，所以程序可以快速读取和使用这些变量。在高性能编程中，这种速度的提升可以对程序的性能产生显著的影响。

限制与使用注意事项

虽然使用寄存器变量可以提高程序的性能，但是在实际使用中，需要注意以下几点：

1、寄存器变量的个数是有限制的，具体数目取决于CPU的设计。

2、使用register关键字声明的变量不能被取地址，因为寄存器变量不占用内存空间，而取地址需要有内存地址。

3、不同的CPU中，寄存器的使用情况可能会有所不同，因此，对于一些需要跨平台的程序，应当谨慎使用寄存器变量。

二、Register与性能优化

Register是程序员进行性能优化的重要工具之一，用于提高程序的执行效率。

寄存器变量的常见使用场景

1、循环内部计数器的变量，如for循环中的计数器变量。

2、需要在局部范围内频繁使用的变量。

3、需要在多个函数之间频繁传递的参数。

使用Register提高程序性能的技巧

1、尽量减少变量的使用数量：CPU中的寄存器数目有限，在程序中尽量少用变量可以增加寄存器变量的可用数量。

2、避免Register关键字的滥用：Register关键字只能用于局部变量的声明，在被过度使用的情况下，可能会导致其他的局部变量无法被优化为寄存器变量。

3、根据CPU的指令集进行优化：不同的CPU的指令集有所不同，在编写高性能程序的过程中，需要根据目标CPU的指令集进行代码优化。

三、Register的局限性

虽然使用Register可以提高程序的性能，但是寄存器也有一些局限性。

寄存器变量的存储大小

因为寄存器的大小通常很小，所以寄存器变量的大小通常也会很小。例如，在Intel架构的CPU上，一个寄存器的大小通常只有32位。

寄存器变量的存储方式

在内存中，变量通常是按照地址进行存储的，而在寄存器中，变量的存储方式是完全不同的。因此，在使用寄存器变量时，需要注意寄存器的存储方式可能会导致程序的行为发生变化。

寄存器变量的可用性

因为寄存器数量是固定的，因此在程序中可能会出现寄存器不够用的情况。在这种情况下，程序会将一些寄存器变量存储到内存中，这可能导致程序的性能下降。

四、Register实例代码

Register的使用案例：

#include 
using namespace std;

int main()
{
    register int i = 0;
    register int j;

    for (i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        j = i % 100;
    }

    return 0;
}

本案例中通过使用Register关键字声明了两个寄存器变量i和j，然后在循环内部使用i变量计数，并且对i变量进行取模运算，结果赋值给j变量。