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本篇文章将讨论 C 中的 restrict 关键字及其在编译器优化中的用途。 因此，我们将首先讨论编译器优化。

接下来，我们将通过代码示例讨论 C 语言中的 restrict 关键字。 最后，我们将在简要讨论 C 中的 restrict 关键字后得出结论。

C 中的编译器优化

编译器的一个重要特性是它的优化工具。 通常，认为并教导编译器将高级语言程序翻译成机器级程序。

然而，现代编译器也执行代码优化。

代码优化最大限度地减少了执行时间、内存使用和功耗。 这个动作类似于一个聪明的翻译，他不仅翻译而且修改句子以使它们更好。

编译器优化是一个非常复杂的过程，包括生成等效代码的优化转换，生成相同的输出但消耗最少的资源：主要是时间和存储。

在这里，我们将通过一个示例来了解编译器优化及其用途。 考虑一个非常简单的程序：

#include <stdio.h>
int main() {
    int i;
    for (i=1;i<=10;i++)
        printf("%d ", i);
    return 0;
}

输出:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

这是一个非常简单的程序; 但是，除了打印从 1 到 10 的计数之外，该程序还执行了一些额外的步骤。 比较和递增步骤至少执行十次； 相反，比较进行了 11 次（即，第 11 次迭代的 10 次正确和错误）。

总共，我们使用了 32 个语句来打印这个计数。 第一条语句是初始化。

十一个比较语句。 十个增量语句和十个打印语句。

编译器可以很容易地判断出上面代码中涉及到的常量，并生成一个等价的代码，类似于下面的代码。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("%d ", 1);
    printf("%d ", 2);
    printf("%d ", 3);
    printf("%d ", 4);
    printf("%d ", 5);
    printf("%d ", 6);
    printf("%d ", 7);
    printf("%d ", 8);
    printf("%d ", 9);
    printf("%d ", 10);
    return 0;
}

上面的代码与前面的代码具有相同的输出。 即使是单个打印语句也可以产生相同的输出。

这只是一个简单的例子； 然而，现代编译器做了很多复杂的优化以尽可能减少资源。

C 中的 restrict 关键字

C99 标准引入了 restrict 关键字。 此关键字在指针声明中用作类型限定符。

它没有添加任何新功能； 但是，它仅用于通知编译器进行某些优化。

此关键字与指针一起使用，以通知编译器这是使用变量/内存的唯一指针，并且没有其他指针正在访问同一内存。

这似乎是无用的信息； 但是，此编译器被告知没有其他指针正在访问同一内存。 因此，不需要对内存的加载/卸载应用额外的检查。

restrict 关键字语法

restrict 关键字在 * 之后和变量名之前添加一个指针声明。

int * restrict x;

显然，此关键字不会影响代码的功能。 因此，我们举一个例子来说明如何在我们的代码中使用 restrict 关键字。

#include <stdio.h>

void f1(int *a, int * restrict b){
    printf ("%d %d\n", *a, *b);
}
int main() {
    int x = 100, y = 200;
    f1(&x, &y);
    return 0;
}

在此代码中，将 restrict 关键字添加为函数 f1 中第二个参数的限定符。

这个关键字告诉编译器这个指针访问的内存是独占的，没有其他指针会访问同一块内存； 因此编译器可以通过保持汇编代码简单来进行优化。

输出：

100 200

同样，即使我们删除了 restrict 关键字，输出也将保持不变。

C++ 中的 restrict 关键字

同样重要的是要注意，令人惊讶的是，C++ 不允许使用 restrict 关键字。

你可以用谷歌搜索； 但是，这并不意味着 C++ 不支持此功能。 C++ 隐含地具有此功能，编译器有一些自动方法来识别这种类型的限制，并相应地执行优化。

总结

编译器添加了一些代码优化以使其资源最优。 restrict 是编译器的一个标志，可以帮助它做出更好的优化决策。

C99 之前的 C 语言不支持 restrict 关键字。 该关键字不添加任何功能； 相反，它通知编译器此内存访问是独占和受限的； 因此，编译器在目标翻译的汇编代码中执行所需的优化。

使用或不使用 restrict 关键字在代码的功能上没有区别。 最后，C++ 没有明确支持这个关键字。