restrict 是 c99 標準引入的,它只可以用於限定和約束 指針,並表明指針是訪問一個數據對象的唯一且初始的方式。即它告訴編譯器,所有修改該指針所指向內存中內容的操作都必須通過該指針來修改,而不能通過其它途徑(其它變量或指針)來修改。這樣做的好處是,能幫助編譯器進行更好的優化代碼,生成更有效率的彙編代碼。如 int *restrict ptr,ptr 指向的內存單元只能被 ptr 訪問到,任何同樣指向這個內存單元的其他指針都是未定義的,直白點就是無效指針。restrict 的出現是因爲 C 語言本身固有的缺陷,C 程序員應當主動地規避這個缺陷,而編譯器也會很配合地優化你的代碼。
考慮下面的例子:
int ar[10];int *restrict restar=(int *)malloc(10 * sizeof(int));
int *par=ar;
這裏說明 restar 是訪問由 malloc() 分配的內存的唯一且初始的方式,但 par 就不是了。
那麼:for(n = 0; n < 10; n++) {
par[n] += 5;
restar[n] += 5;
ar[n] *= 2;
par[n] += 3;
restar[n] += 3;
}
因爲 restar 是訪問分配的內存的唯一且初始的方式,那麼編譯器可以將上述對 restar 的操作進行優化:
restar[n] += 8;
而 par 並不是訪問數組 ar 的唯一方式,因此並不能進行下面的優化:
par[n] += 8;
因爲在 par[n] += 3 前,ar[n] *= 2 進行了改變。使用了關鍵字 restrict,編譯器就可以放心地進行優化了。
C 庫中有兩個函數可以從一個位置把字節複製到另一個位置。在 C99 標準下,它們的原型如下:
void *memcpy(void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);void *memmove(void * s1, const void * s2, size_t n);
這兩個函數均從 s2 指向的位置複製 n 字節數據到 s1 指向的位置,且均返回 s1 的值。兩者之間的差別由關鍵字 restrict 造成,即 memcpy() 可以假定兩個內存區域沒有重疊。memmove()函數則不做這個假定,因此,複製過程類似於首先將所有字節複製到一個臨時緩衝區,然後再複製到最終目的地。如果兩個區域存在重疊時使用 memcpy() 會怎樣?其行爲是不可預知的,既可以正常工作,也可能失敗。在不應該使用 memcpy() 時,編譯器不會禁止使用 memcpy()。因此,使用 memcpy() 時,您必須確保沒有重疊區域。這是程序員的任務的一部分。
如果內存存在重疊時使用 memcpy,那麼在修改 s1 指向的內存時,會覆蓋 s1 的部分內容,即不是通過 s1 指針來修改,此時加入 restrict 限制,可以避免這種情況。
關鍵字 restrict 有兩個讀者。一個是編譯器,它告訴編譯器可以自由地做一些有關優化的假定。另一個讀者是用戶,他告訴用戶僅使用滿足 restrict要求的參數。一般,編譯器無法檢查您是否遵循了這一限制,如果您蔑視它也就是在讓自己冒險。