C語(yǔ)言的auto和register關(guān)鍵字怎么用

這篇文章主要介紹“C語(yǔ)言的auto和register關(guān)鍵字怎么用”的相關(guān)知識(shí)，小編通過(guò)實(shí)際案例向大家展示操作過(guò)程，操作方法簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)，希望這篇“C語(yǔ)言的auto和register關(guān)鍵字怎么用”文章能幫助大家解決問(wèn)題。

一、關(guān)鍵字分類

C語(yǔ)言一共多少個(gè)關(guān)鍵字呢？一般的書上，都是32個(gè)(包括本書),但是這個(gè)都是C90(C89)的標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)C99后又新增了5個(gè)關(guān)鍵字。不過(guò)，目前主流的編譯器，對(duì)C99支持的并不好，我們后面默認(rèn)情況，使用C90，即，認(rèn)為32個(gè)

二、補(bǔ)充內(nèi)容

在正式開始講解關(guān)鍵字之前，我們需要了解下面這些基本概念

1、變量的分類

變量分為全局變量和局部變量

局部變量：定義在代碼塊中的變量叫做局部變量。局部變量具有臨時(shí)性。進(jìn)入代碼塊，自動(dòng)形成局部變量，退出代碼塊自動(dòng) 釋放。[網(wǎng)上很多說(shuō)函數(shù)中的變量是局部變量，不能說(shuō)錯(cuò)，但說(shuō)法是不準(zhǔn)確的]

全局變量：在所有函數(shù)外定義的變量，叫做全局變量。全局變量具有全局性。

注：代碼塊 — 在函數(shù)中，用{}括起來(lái)的區(qū)域，就叫做代碼塊，代碼塊可以嵌套

2、變量的作用域與生命周期

作用域概念：指該變量可以被正常訪問(wèn)的代碼區(qū)域

全局變量的作用域：在整個(gè)程序運(yùn)行期間都有效

局部變量的作用域：只在局部變量所在的代碼塊內(nèi)有效

生命周期概念：指的是該變量從定義開辟空間到釋放的時(shí)間范圍，所謂的釋放，指的是曾經(jīng)開辟的空間”被釋放“。

全局變量的生命周期：定義完成之后，程序運(yùn)行的整個(gè)生命周期內(nèi)，該變量一直都有效

局部變量的生命周期：進(jìn)入代碼塊，形成局部變量[開辟空間]，退出代碼塊，"釋放"局部變量

#include<stdio.h>
int g_val = 10;   //g_val 在所有函數(shù)外部定義，是全局變量
int main()
{
    int a = 20;    //a 在main函數(shù)內(nèi)部定義，是局部變量
    printf("%d\n", g_val);
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

#include<stdio.h>
int g_val = 100;
int main()
{
    int x = 10;
    if (x == 10)
    {
        int y = 20;
        pritnf("%d %d", x, y);   //可以
    }
    pritnf("%d %d", x, y);  //報(bào)錯(cuò)，y只能在 if 代碼塊內(nèi)部被訪問(wèn)
}

#include <stdio.h>
int g_x = 100; //全局變量
void show()
{
    printf("show: 全局: %d\n", g_x); //在任何代碼塊中都可以被訪問(wèn)
}
int main()
{
    show();
    printf("main: 全局: %d\n", g_x); //在任何代碼塊中都可以被訪問(wèn)，甚至被修改
    return 0;
}

#include<stdio.h>
int g_x = 100; //全局變量
int main()
{
    int g_x = 10; //局部變量，與全局同名
        printf("g_x:%d\n", g_x); //輸出的是局部，也就是局部和全部同名的時(shí)候，優(yōu)先局部。
 
    return 0;
}

總結(jié)：作用域是空間上的概念，表示該變量能夠被有效訪問(wèn)或使用的區(qū)域

生命周期是時(shí)間上的概念，表示該變量空間什么時(shí)候被開辟，什么時(shí)候被釋放

當(dāng)局部變量和全局變量重復(fù)出現(xiàn)時(shí)，局部變量?jī)?yōu)先（就近原則） 

三、最寬宏大量的關(guān)鍵字 -- auto

1、如何使用：一般在代碼塊中定義的變量，即局部變量，默認(rèn)都是auto修飾的，不過(guò)一般省略，但不是所有的變量默認(rèn)都是auto修飾的，auto一般只用來(lái)修飾局部變量

2、用法：auto關(guān)鍵字比較古老，一般我們?cè)诙x變量的時(shí)候直接省略即可

3、總結(jié)：auto用來(lái)修飾局部變量，表示該局部變量的生命周期和作用域只在該代碼塊內(nèi)有效，可以省略，不能用來(lái)修飾全局變量。

#include<stdio.h>
auto int b = 10;  //報(bào)錯(cuò)，auto 不能用來(lái)修飾全局變量
int main()
{
    auto int a = 30; // 等價(jià)于 int a = 30;
}

四、最快的關(guān)鍵字 -- register

1、存儲(chǔ)分級(jí)

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，越靠近CPU的存儲(chǔ)單元的運(yùn)行速度越快，但其相對(duì)單位制造成本也越高，越遠(yuǎn)離CPU的存儲(chǔ)單元運(yùn)行速度越慢，單位造價(jià)越低，為了以最小的成本，達(dá)到最大的CPU運(yùn)行效率，出現(xiàn)了存儲(chǔ)分級(jí)的辦法。

2、寄存器

寄存器存在的原因：CPU主要是負(fù)責(zé)進(jìn)行計(jì)算的硬件單元，但是為了方便運(yùn)算，一般第一步需要先把數(shù)據(jù)從內(nèi)存讀取到CPU內(nèi)，那么也就需要CPU具有一定的數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)能力，但是CPU并不是當(dāng)前要計(jì)算了，才把特定數(shù)據(jù)讀到CPU里面，因?yàn)槟菢犹恕?所以現(xiàn)代CPU內(nèi)，都集成了一組叫做寄存器的硬件，用來(lái)做臨時(shí)數(shù)據(jù)的保存。

寄存器存在的本質(zhì)： 在硬件層面上，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算效率。因?yàn)椴恍枰購(gòu)膬?nèi)存里讀取數(shù)據(jù)。

3、register修飾變量

register修飾變量的作用：盡量將所修飾變量，放入CPU寄存區(qū)中，從而達(dá)到提高效率的目的

register修飾變量提高效率的本質(zhì)：將變量放入寄存器中，使CPU可以直接對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，而不需要從內(nèi)存中對(duì)其進(jìn)行讀取。

既然用register修飾的變量可以提高效率，那么是不是所以的變量都最好用register修飾呢？答案當(dāng)然不是的。因?yàn)榧拇嫫鞯臄?shù)量是有限的，大量使用register修飾反而會(huì)降低程序的運(yùn)行效率。那么什么樣的變量應(yīng)該被register修飾呢？

• （1）局部的(全局會(huì)導(dǎo)致CPU寄存器被長(zhǎng)時(shí)間占用)

• （2）不會(huì)被寫入的（對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入需要將數(shù)據(jù)重新加載進(jìn)內(nèi)存，這樣也就失去了把數(shù)據(jù)放進(jìn)寄存器當(dāng)中的意義）

• （3）需要被高頻讀取的(直接從寄存器中對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，提高效率)

注意：

• （1）被register修飾的變量，不能取地址(因?yàn)樵撟兞恳呀?jīng)被放在寄存區(qū)中，而地址是內(nèi)存相關(guān)的概念)

• （2）register只是一個(gè)建議性的關(guān)鍵字，建議計(jì)算機(jī)將該變量放入內(nèi)存之中，不是強(qiáng)制性的，也就是說(shuō)，雖然一個(gè)變量已經(jīng)被register修飾了，但是該變量還是可能被繼續(xù)放在內(nèi)存當(dāng)中

• （3）如果要使用register，請(qǐng)不要大量使用，因?yàn)榧拇嫫鲾?shù)量有限

#include <stdio.h>
int main()
{
    register int a = 0;
    printf("&a = %p\n", &a);
    //編譯器報(bào)錯(cuò)：錯(cuò)誤 1 error C2103: 寄存器變量上的“&”
    //注意，這里不是所有的編譯器都報(bào)錯(cuò)，目前我們的vs2022是報(bào)錯(cuò)的。
    return 0;
}

關(guān)于“C語(yǔ)言的auto和register關(guān)鍵字怎么用”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，小編每天都會(huì)為大家更新不同的知識(shí)點(diǎn)。