restrict

灰太狼 2022-09-19 12:10 152阅读 0赞

## 简介 ##

restrict是 [c99][]标准引入的，它只可以用于限定和约束 [指针][Link 1]，并表明指针是访问一个 [数据对象][Link 2]的唯一且初始的方式.即它告诉 [编译器][Link 3]，所有修改该指针所指向内存中内容的操作都必须通过该指针来修改,而不能通过其它途径(其它 [变量][Link 4]或指针)来修改;这样做的好处是,能帮助编译器进行更好的优化代码,生成更有效率的汇编代码.如 int \*restrict ptr, ptr 指向的内存单元只能被 ptr 访问到，任何同样指向这个内存单元的其他指针都是未定义的，直白点就是无效指针。restrict 的出现是因为 C 语言本身固有的缺陷，C 程序员应当主动地规避这个缺陷，而 [编译器][Link 3]也会很配合地优化你的代码. \[1\]

## 2C库例子 ##

考虑下面的例子：

int ar\[10\];

int \* restrict restar=(int \*)malloc(10\*sizeof(int));

int \*par=ar;

这里说明restar是访问由malloc()分配的内存的唯一且初始的方式。par就不是了。

那么：

for(n=0;n<10;n++)

par\[n\]+=5;

restar\[n\]+=5;

ar\[n\]\*=2;

par\[n\]+=3;

restar\[n\]+=3;

因为restar是访问分配的内存的唯一且初始的方式，那么 [编译器][Link 3]可以将上述对restar的操作进行优化：

restar\[n\]+=8;

而par并不是访问 [数组][Link 5]ar的唯一方式，因此并不能进行下面的优化：

par\[n\]+=8;

因为在par\[n\]+=3前，ar\[n\]\*=2进行了改变。使用了 [关键字][Link 6]restrict， [编译器][Link 3]就可以放心地进行优化了。

这个关键字据说来源于古老的FORTRAN。有兴趣的看看这个。

## 3例子 ##

C库中有两个函数可以从一个位置把字节复制到另一个位置。在 [C99][c99]标准下，它们的原型如下：

void \* memcpy（void \* restrict s1, const void \* restrict s2, size\_t n);

void \* memove(void \* s1, const void \* s2, size\_t n);

这两个函数均从s2指向的位置复制n字节数据到s1指向的位置，且均返回s1的值。两者之间的差别由 [关键字][Link 6]restrict造成，即memcpy()可以假定两个内存区域没有重叠。memmove()函数则不做这个假定，因此，复制过程类似于首先将所有字节复制到一个临时缓冲区，然后再复制到最终目的地。如果两个区域存在重叠时使用memcpy()会怎样？其行为是不可预知的，既可以正常工作，也可能失败。在不应该使用memcpy()时，编译器不会禁止使用memcpy()。因此，使用memcpy()时，您必须确保没有重叠区域。这是程序员的任务的一部分。 \[2\]

关键字restrict有两个读者。一个是编译器，它告诉 [编译器][Link 3]可以自由地做一些有关优化的假定。另一个读者是用户，他告诉用户仅使用满足restrict要求的参数。一般， [编译器][Link 3]无法检查您是否遵循了这一限制，如果您蔑视它也就是在让自己冒险。

[c99]: http://baike.baidu.com/view/1967819.htm
[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/159417.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/178571.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/487018.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/296689.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/209670.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/390935.htm