C语言什么是寄存器变量？如何实现？

一、问题

        通常变量的值是存放在内存中，当对⼀个变量频繁读写时，则需要反复访问内存储器，从⽽花费⼤量的存取时间。为了提⾼效率，C语⾔提供了另⼀种变量，即寄存器变量。那么如何实现呢？

二、解答

        寄存器变量允许将局部变量的值存放在 CPU 中的寄存器中使⽤时不需要访问内存， ⽽直接从寄存器中读写。寄存器变量的声明符是 register。

        register 变量的应⽤示例如下。

#include <stdio.h>
int main()
{
    register int i, s = 0;
    for (i = 1; i <=100; i++)
    {
        s = s + i;
    }
    printf("s = %d\n", s);
    return 0;
}

程序运⾏结果如下：

s = 5050

        本程序循环100次，两个变量 i 和 s 都将随着循环被频繁地调⽤。为了提⾼程序运⾏效率，所以定义这两个变量为寄存器变量。

三、总结

对寄存器变量还要说明以下⼏点：

1. 寄存器变量的分配是动态完成的，因此只有局部变量和形式参数才能定义为寄存器变量。
2. 局部静态变量不能定义为寄存器变量，因为一个变量只能声明为一种存储类别，不能同时使用 static 和 register。
3. 寄存器的长度通常与机器的字长一致，只有较短的类型如 int、char、short 等才适合定义为寄存器变量，不推荐将 double 等较大的类型定义为寄存器类型。
4. CPU 的寄存器数目有限，即使定义了寄存器变量，编译器可能并不真正为其分配寄存器，而是将其当做普通的 auto 变量来对待，为其分配栈内存。

        总的来说，使用寄存器变量可以提高程序的运行效率，但需要注意变量类型和作用域等问题，以确保程序的正确性和可移植性。