restrict（C99）

restrict 是 C99 引入的类型限定符 (Type qualifier)。它只用于指针类型，用于向编译器作出一个“别名保证”：在一段作用域内，通过该 restrict 指针（以及从它派生出的指针）访问的对象，不会再被其他互不相关的指针访问。

这使得编译器可以更激进地优化（例如向量化），但代价是：一旦你的保证被破坏，程序就会产生未定义行为 (Undefined Behavior, UB)。

1. 基本写法

restrict 修饰指针本身，因此位置通常是：

int* restrict p = 0;
const int* restrict q = 0;

注意：int restrict *p; 是把 restrict 修饰在 int 上，这不是 restrict 的用法（在 C23 中更明确属于错误写法）。

2. 语义要点（可操作版）

在一个函数形参的典型用法中：

void f(size_t n, int* restrict dst, const int* restrict src);

你可以把它理解为：在 f 执行期间，dst[0..n) 与 src[0..n) 所指向的对象区域不重叠；否则就是 UB。

编译器可以忽略 restrict

标准允许编译器忽略 restrict 的优化机会；但不允许程序违反 restrict 的别名保证。也就是说：你不能写“违反 restrict，但期待编译器不优化所以没事”的代码。

3. 示例：正确与错误

#include <stddef.h>

void copy_n(size_t n, int* restrict dst, const int* restrict src) {
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        dst[i] = src[i];
    }
}

void ok(void) {
    int a[4] = {1, 2, 3, 4};
    int b[4] = {0};
    copy_n(4, b, a); /* OK：不重叠 */
}

void bad(void) {
    int a[4] = {1, 2, 3, 4};
    copy_n(3, a + 1, a); /* UB：区域重叠，违反 restrict 的别名保证 */
}

4. 常见误区

1. 把 restrict 当作“更快的关键字”：它不是提示，而是语义承诺。
2. 对宏参数/表达式乱加 restrict：restrict 的语义作用于左值表达式；对“非左值”的 restrict 限定不会产生你想要的效果。
3. 把 restrict 用在函数指针上：标准不允许把 restrict 用于函数类型相关的指针语义。

5. 习题

1. 写一个 memcpy 风格的函数 m_copy，并用 restrict 标注形参；再写一个 memmove 风格的 m_move，说明为什么它通常不适合使用 restrict。
2. 举例说明：在什么情况下 restrict 能让编译器做出明显更强的优化？（提示：循环向量化）
3. 找一个你写过的函数，尝试加上 restrict；然后证明（通过代码审查或测试用例）你确实满足了 restrict 的不重叠前提。