如何将Vim打造成C/C++的半自动化IDE

C语言在Linux系统中的重要性自然是无与伦比、不可替代，所以我写Linux江湖系列不可能不提C语言。C语言是我的启蒙语言，感谢C语言带领我进入了程序世界。虽然现在不靠它吃饭，但是仍免不了经常和它打交道，特别是在Linux系统下。

Linux系统中普遍使用的是GNU-C，这里有一份Gnu-C语言手册.pdf。The GNU C Reference Manual的主页在这里：http://www.gnu.org/software/gnu-c-manual/。C语言的内核极其紧凑，该手册总共只有91页，去掉目录、附录和索引后就只有70页。我一般一个多小时就可以将其从头至尾复习一遍。我曾有过将其翻译成中文的想法，后来还是放弃了。翻译这种字斟句酌的事情还是让别人来干吧。我只写写我自己的感悟。

感悟一：C语言标准干不过GNU扩展

最近为了研究X Window的底层协议，开始尝试使用XCB编程。当我打开XCB的头文件的时候，我被大量的__restrict__关键字惊呆了，好在有GNU C语言手册为我答疑解惑。__restrict__又是一个GNU扩展的关键字，后面我会详细讲解该关键字的用途。其实C语言的C99标准中已经引入了restrict关键字，没有前后的下划线，但是在大量的开源代码中，使用最普遍的还是GNU的扩展，而不是C语言标准。

和restrict关键字有相同命运的还有inline、_Complex等，它们都是在C99标准中引入的关键字，但是其实在C99标准出来之前，GNU C中早就有了__inline__、__complex__等扩展关键字。还记得多年前我学习Linux 0.11版的源代码时，看到大量的__inline__曾经疑惑不已，不知道为什么Linus在91年就能用上了如此先进的语言功能，后来才知道，这是GNU的扩展关键字。

C语言的标准有C89和C99，使用GCC的时候甚至要显示指定-std=c99才能全面支持C99标准，所以在开源界，大家还是喜欢首选GNU的扩展关键字。比如__inline__、__complex__和__restrict__。总而言之，C语言标准干不过GNU扩展。

下面来看看__restrict__的真正含义。还记得CSDN上曾经载过一篇文章《为什么有些语言会比别的快》，其中提到“很长一段时间，相同的两个程序在Fortran和C（或者C++）中运行，Fortran会快一些，因为Fortran的优化做的更好。这是真的，就算C语言和Fortran的编译器用了相同的代码生成器也是一样。这个不同不是因为Fortran的某种特性，事实上恰恰相反，是因为Fortran不具备的特性。”这是因为C语言中的指针给编译器的优化带来了困难，文章中继续说道：“问题就来了。这些指针可以代替任何内存地址。更重要的是，他们可以重叠。输出数组的内存地址也可以同时是输入数组的。甚至可以部分重叠，输出数组可以覆盖一个输入数组的一半。这对编译器优化来说是个大问题，因为之前基于数组的优化不再适用。特别的，添加元素的顺序也成问题，如果输出重叠的数组，计算的结果会变得不确定，取决于输出元素的动作是发生在元素被覆盖之前还是之后。”

有了__restrict__，C语言的该问题将不复存在。用__restrict__修饰一个指针后，①该指针只能在定义的时候被初始化；②不会再有别的指针指向该指针指向的内存，因此编译器可以对算法进行优化。如下代码：

int * __restrict__ p = (int*)malloc(100*sizeof(int));

指针p有__restrict__关键字修饰，所以它只能在定义的时候被初始化，以后不能赋值，而没有__restrict__修饰的指针，可以随时赋值，如下：

int arr[100];
int* pArr;
pArr = arr;

指针pArr没有被__restrict__关键字修饰，所以可以将数组的首地址赋值给它。

比如我们定义一个函数对两块数据进行操作，结果放入第3块内存，如下：

void func1(void* p1, void* p2, void* p3, int size){
    for(int i=0; i<size; i++){
        p3[i] = p1[i] + p2[i];
    }
}

很显然，由于编译器没办法判断指针p1、p2、p3指向的内存是否重叠，所以无法进行优化，加上__restrict__关键字后，如下：

void func1(void* __restrict__ p1, void* __restrict__ p2, void* __restrict__ p3, int size){
    for(int i=0; i<size; i++){
        p3[i] = p1[i] + p2[i];
    }
}

（编辑：常州站长网）

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