restrict 类型限定符
C 类型系统中每一个独立的类型在都有数个该类型的限定版本，对应 const 、 volatile 及限定对于指向对象指针的 restrict 限定符中的一个、两个或全部三个。此页面描述 restrict 限定符的效果。
仅有指向对象类型的指针能有 restrict 限定；具体而言，以下是错误的：
- int restrict *p
- float (* restrict f9)(void)
restrict 语义仅应用于左值表达式；例如到 restrict 限定指针的类型转换，或返回 restrict 限定指针的函数调用不是左值，从而该限定符无效果。
在每个声明声明了 restrict 指针 P 的块（典型例子是函数体的执行，其中 P 为参数）中，若某个对象可由 P 访问（直接或间接）的对象会被任何手段修改，则该块中所有对该对象（读或写）的访问，都必须经由 P 出现，否则行为未定义：
void f(int n, int * restrict p, int * restrict q) { while(n-- > 0) *p++ = *q++; // 通过 *p 修改的对象与通过 *q 读取的无一相同 // 编译器可以自由地优化、向量化、做页面映射等等。 } void g(void) { extern int d[100]; f(50, d + 50, d); // OK f(50, d + 1, d); // 未定义行为： d[1] 被 f 中的 p 和 q 一同访问 }
若对象决不被修改，则它可以被别名引用，并被异于 restrict 限定的指针访问（注意若对象为别名引用的 restrict 限定指针所指，则别名引用可能抑制优化）。
将一个 restrict 指针赋值给另一个是未定义行为，除非将指向外部块的指针赋值给内部块中的指针（包括在调用含 restrict 指针参数的函数时，以 restrict 指针为参数），或从函数返回指针（还有在前一个指针的块已经结束时）：
int* restrict p1 = &a; int* restrict p2 = &b; p1 = p2; // 未定义行为
restrict 指针可以自由地赋值给非 restrict 指针，只要编译器还能优化代码，优化机会还是保留就位的：
void f(int n, float * restrict r, float * restrict s) { float * p = r, * q = s; // OK while(n-- > 0) *p++ = *q++; // 几乎肯定优化成仅如 *r++ = *s++ 一般 }
若数组类型声明具有 restrict 类型限定符（通过使用 typedef ），则数组类型本身不是 restrict 限定，但其元素类型是 restrict 限定：
typedef int *array_t[10]; restrict array_t a; // a 的类型是 int *restrict[10] // 注意：可能有争议： Oracle Studio 和 GNU 接受，但 Clang 和 Intel 因 array_t 不是指针类型而拒绝
在函数声明中，关键词 restrict 可以出现于方括号内，用以声明函数参数的数组类型。它对数组所转换得的指针类型赋予限定：
void f(int m, int n, float a[restrict m][n], float b[restrict m][n]); void g12(int n, float (*p)[n]) { f(10, n, p, p+10); // OK f(20, n, p, p+10); // 可能是未定义行为（取决于 f 所为） }
注解
restrict 限定符（像寄存器存储类）是有意使用以促进优化的。而从所有组成一致程序的预处理翻译单元中，删除所有此限定符的实例不会影响其含义（即可观的行为）。
编译器可以忽略任何一个或全部使用 restrict 的别名使用暗示。
欲避免未定义行为，程序员应该确保 restrict 限定指针所做的别名引用断言不会违规。
许多编译器提供作为 restrict 对立面的语言扩展：指示即使指针类型不同，也可以别名使用的属性： may_alias (gcc)
使用模式
restrict 限定指针有几种常用的使用模式：
文件作用域
文件作用域的 restrict 限定指针必须在程序运行期间指向单个数组的元素。该数组对象不可以通过 restrict 指针和通过其声明名称（若有的话）或另一个 restrict 指针两种方式一同引用。
文件作用域 restrict 指针对访问动态分配的全局数组有用； restrict 语义令通过此指针的引用，和通过静态数组的声明名称引用该数组效率相当：
float * restrict a, * restrict b; float c[100]; int init(int n) { float * t = malloc(2*n*sizeof(float)); a = t; // a 引用前半 b = t + n; // b 引用后半 } // 编译器可以从 restrict 限定符推断 a 、 b 和 c 都没有潜在的别名引用
函数参数
最广泛的 restrict 限定指针使用，是用作函数参数。
在下例中，编译器可能推断出被修改对象不会有别名引用，从而能更大胆地优化循环。在 f 的入口处，必须提供 restrict 指针对关联数组的独占访问。特别是，在 f 内 b 或 c 都不可以指入 a 所关联的数组，因为它们都不是以基于 a 的指针值赋值的。对于 b ，因为其声明的 const 限定符这是显然的，但对于 c ，需要检查 f 的函数体：
float x[100]; float *c; void f(int n, float * restrict a, float * const b) { int i; for ( i=0; i<n; i++ ) a[i] = b[i] + c[i]; } void g3(void) { float d[100], e[100]; c = x; f(100, d, e); // OK f( 50, d, d+50); // OK f( 99, d+1, d); // 未定义行为 c = d; f( 99, d+1, e); // 未定义行为 f( 99, e, d+1); // OK }
注意将 c 指向 b 所关联的数组是允许的。还要注意，对于这些目的，关联到通常指针的“数组”，仅表示数组对象的那一部分实际上是由该指针引用的。
注意在上例中，编译器能推断 a 和 b 不会别名使用，因为 b 的常性确保这点不会变得依赖函数体。程序员能等价地写 void f(int n, float * a, float const * restrict b) ，该情况下编译器理解无法修改通过 b 引用的对象，而以 b 和 a 一同引用的对象也不会被修改。假如程序员要写 void f(int n, float * restrict a, float * b) ，则编译器不检验函数体就无法推断出 a 和 b 不会别名使用。
通常情况下，最好在函数原型中用 restrict 显式标注所有不会别名使用的指针。
块作用域
一个块作用域的 restrict 限定指针会做一个限于其块内的别名引用断言。它允许局部断言仅应用到重要的块，譬如紧凑循环。它亦使得将使用 restrict 限定指针的函数转换成宏成为可能：
float x[100]; float *c; #define f3(N, A, B) \ { int n = (N); \ float * restrict a = (A); \ float * const b = (B); \ int i; \ for ( i=0; i<n; i++ ) \ a[i] = b[i] + c[i]; \ }
结构体成员
作为结构体成员的 restrict 限定指针，所做的别名引用断言作用域，是用于访问该结构体的标识符的作用域。
即使结构体声明于文件作用域，当用以访问此结构体的标识符拥有块作用域时，结构体中的别名引用断言亦拥有块作用域；别名引用断言仅在块执行或函数调用中生效，具体取决于此结构体类型的对象是如何创造的：
struct t { // restrict 指针断言 int n; // 成员指向无交集的存储区。 float * restrict p; float * restrict q; }; void ff(struct t r, struct t s) { struct t u; // r 、 s 、 u 拥有块作用域 // r.p 、 r.q 、 s.p 、 s.q 、 u.p 、 u.q 应该在 // 每次执行 ff 时全部指向无交集的存储区。 // ... }
关键词
示例
代码生成样例；以 -S （ gcc 、 clang 等）或 /FA （ Visual Studio ）参数编译
int foo(int *a, int *b) { *a = 5; *b = 6; return *a + *b; } int rfoo(int *restrict a, int *restrict b) { *a = 5; *b = 6; return *a + *b; }
可能的输出：
# 生成64位Intel平台的代码：
foo:
movl $5, (%rdi) # 存储 5 于 *a
movl $6, (%rsi) # 存储 6 于 *b
movl (%rdi), %eax # 从 *a 读回值，考虑到前面的存储会修改它
addl $6, %eax # 将从 *a 读得的值加 6
ret
rfoo:
movl $11, %eax # 结果是 11，编译时常量
movl $5, (%rdi) # 存储 5 于 *a
movl $6, (%rsi) # 存储 6 于 *b
ret引用
- C11 standard (ISO/IEC 9899:2011):
- 6.7.3.1 Formal definition of restrict (p: 123-125)
- C99 standard (ISO/IEC 9899:1999):
- 6.7.3.1 Formal definition of restrict (p: 110-112)
