La palabra clave restrict en C
- Optimización del compilador en C
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la palabra clave
restricten C -
la palabra clave
restricten C++ - Conclusión
Este tutorial discutirá la palabra clave restrict en C y sus usos para las optimizaciones del compilador. Por lo tanto, primero discutiremos la optimización del compilador.
A continuación, analizaremos la palabra clave restrict en C con un ejemplo de código. Finalmente, concluiremos después de discutir brevemente la palabra clave restrict en C.
Optimización del compilador en C
Una característica importante de un compilador son sus herramientas de optimización. Generalmente, se considera y se enseña que un compilador traduce un programa de lenguaje de alto nivel a un programa de nivel de máquina.
Sin embargo, los compiladores modernos también realizan la optimización del código.
La optimización del código minimiza el tiempo de ejecución, el uso de la memoria y el consumo de energía. Esta acción tiene una analogía con un traductor inteligente, que no solo traduce sino que modifica oraciones para mejorarlas.
La optimización del compilador es un proceso muy sofisticado que consiste en transformaciones de optimización para producir un código equivalente, que produce el mismo resultado pero consume recursos mínimos: principalmente tiempo y almacenamiento.
Aquí, veremos un ejemplo para comprender la optimización del compilador y su utilidad. Considere un programa muy simple:
#include <stdio.h>
int main() {
int i;
for (i = 1; i <= 10; i++) printf("%d ", i);
return 0;
}
Producción :
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Este es un programa muy sencillo; sin embargo, el programa realiza algunos pasos adicionales además de imprimir el conteo del uno al diez. Los pasos de comparación e incremento se realizan al menos diez veces; más bien, las comparaciones se realizan once veces (es decir, 10 veces true y false para la iteración 11).
En total, consumimos treinta y dos declaraciones para imprimir este recuento. La primera declaración es la inicialización.
Once declaraciones de comparación. Diez declaraciones de incremento y diez declaraciones de impresión.
El compilador puede juzgar fácilmente las constantes involucradas en el código anterior y generar un código equivalente, algo como el código de abajo.
#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;
}
El código anterior tiene el mismo resultado que el código anterior. Incluso una sola declaración de print puede producir el mismo resultado.
Este es solo un ejemplo simple; sin embargo, los compiladores modernos realizan muchas optimizaciones sofisticadas para minimizar tantos recursos como sea posible.
la palabra clave restrict en C
Los estándares C99 introducen la palabra clave restrict. Esta palabra clave se utiliza en la declaración de punteros como calificador de tipo.
No agrega ninguna funcionalidad nueva; sin embargo, solo se usa para informar al compilador que realice cierta optimización.
Esta palabra clave se usa con un puntero para informar al compilador que este es el único puntero que usa la variable/memoria y que ningún otro puntero accede a la misma memoria.
Esto parece ser información inútil; sin embargo, se informa a este compilador que ningún otro puntero está accediendo a la misma memoria. Por lo tanto, no es necesario aplicar comprobaciones adicionales para la carga/descarga de memoria.
la sintaxis de la palabra clave restrict
La palabra clave restrict se agrega con una declaración de puntero después de * y antes del nombre de la variable.
int* restrict x;
Como aparentemente, esta palabra clave no afecta la funcionalidad del código. Por lo tanto, damos un ejemplo para describir cómo podemos usar la palabra clave restrict en nuestro código.
#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;
}
En este código, la palabra clave restrict se agrega como calificador con el segundo parámetro en la función f1.
Esta palabra clave le dice al compilador que la memoria a la que accede este puntero es exclusiva y que ningún otro puntero accederá a la misma memoria; por lo tanto, el compilador puede realizar la optimización manteniendo el código ensamblador simple.
Producción :
100 200
Una vez más, el resultado seguirá siendo el mismo, incluso si eliminamos la palabra clave restrict.
la palabra clave restrict en C++
También es importante notar que, sorprendentemente, C++ no permite usar la palabra clave restrict.
Puedes googlear eso; sin embargo, esto no significa que C++ no admita esta función. C++ tiene esta característica implícitamente, y los compiladores tienen alguna forma automática de identificar este tipo de restricción, y la optimización se realiza en consecuencia.
Conclusión
Los compiladores agregan algunas optimizaciones de código para optimizar los recursos. El restrict es una bandera para que el compilador lo ayude a tomar mejores decisiones de optimización.
La palabra clave restrict no se admitía en el lenguaje C antes de C99. Esta palabra clave no agrega ninguna funcionalidad; más bien, informa al compilador que este acceso a la memoria es exclusivo y restringido; por lo tanto, el compilador realiza la optimización necesaria en el código ensamblador traducido de destino.
No hay diferencia en la funcionalidad del código con o sin la palabra clave restrict. Finalmente, C++ no tiene soporte explícito para esta palabra clave.