C ++堆栈和范围

Question

我在Visual C ++ 2008上尝试了这个代码，它显示A和B没有相同的地址。

int main()
{
    {
        int A;
        printf("%p\n", &A);
    }

    int B;
    printf("%p\n", &B);
}

但是当B被定义时A不再存在，在我看来，相同的堆栈位置可以重用...

我不明白为什么编译器看起来不像一个非常简单的优化（例如在较大的变量和递归函数的上下文中可能很重要）。 并且似乎重用它不会在CPU和内存上更重。 有没有人对此有解释？

我想答案是“因为它比它看起来要复杂得多”，但老实说我不知道​​。

编辑 ：关于以下答案和评论的一些准确性。

这段代码的问题在于，每次调用此函数时，堆栈都会“增加一个整数”。 当然，这在示例中没有问题，但考虑大变量和递归调用，并且您可以轻松避免堆栈溢出。

我建议的是内存优化，但我不知道它会如何损害性能。

顺便说一句，这种情况发生在发布版本中，将进行所有优化。

Answer 1

为这样的本地人重用堆栈空间是一种非常常见的优化。 事实上，在优化的构建中，如果你没有获取本地的地址，编译器甚至可能不会分配堆栈空间，变量只会存在于寄存器中。

由于多种原因，您可能看不到此优化。

首先，如果优化已关闭（如调试版本），编译器将不会执行其中任何一项以使调试更容易 - 您可以查看A的值，即使它不再在函数中使用。

如果您正在使用优化进行编译，我的猜测是，因为您正在获取本地的地址并将其传递给另一个函数，编译器不希望重用该存储，因为它不清楚该函数对该地址的作用。

还可以设想一个不使用此优化的编译器，除非函数使用的堆栈空间超过某个阈值。 我不知道有任何编译器这样做，因为重用不再使用的局部变量空间没有成本，可以全面应用。

如果堆栈增长是您的应用程序的一个严重问题，即在某些情况下您遇到堆栈溢出，您不应该依赖编译器的堆栈空间优化。 您应该考虑将堆栈上的大缓冲区移动到堆上，并努力消除非常深的递归。 例如，在Windows上，线程默认具有1 MB堆栈。 如果你担心溢出，因为你在每个堆栈帧上分配1k内存并进行1000次递归调用，修复不是试图诱使编译器从每个堆栈帧中节省一些空间。

Answer 2

为什么不看看大会？

我稍微改变了你的代码，以便int A = 1; 和int B = 2; 使其更容易破译。

从g ++默认设置：

    .globl main
    .type   main, @function
main:
.LFB2:
    leal    4(%esp), %ecx
.LCFI0:
    andl    $-16, %esp
    pushl   -4(%ecx)
.LCFI1:
    pushl   %ebp
.LCFI2:
    movl    %esp, %ebp
.LCFI3:
    pushl   %ecx
.LCFI4:
    subl    $36, %esp
.LCFI5:
    movl    $1, -8(%ebp)
    leal    -8(%ebp), %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    printf
    movl    $2, -12(%ebp)
    leal    -12(%ebp), %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    printf
    movl    $0, %eax
    addl    $36, %esp
    popl    %ecx
    popl    %ebp
    leal    -4(%ecx), %esp
    ret
.LFE2:

最终它看起来像编译器只是没有把它们放在同一个地址。 没有花哨的前瞻优化。 要么它没有尝试优化，要么它决定没有任何好处。

注意A已分配，然后打印。 然后分配和打印B，就像在原始来源中一样。 当然，如果您使用不同的编译器设置，这可能看起来完全不同。

Answer 3

据我所知，B的空间是在进入main时保留的，而不是在线上

int B;

如果你在该行之前打破调试器，你仍然可以获得B的地址。在此行之后，stackpointer也不会改变。 在这一行发生的唯一事情就是调用B的构造函数。

Answer 4

可能是编译器将两者放在同一堆栈帧上。 因此，即使A在其范围之外无法访问，编译器也可以自由地将其绑定到内存中的某个位置，只要它不会破坏代码的语义。 简而言之，在执行main时，它们都会被放在堆栈中。

Answer 5

在 B.之后在代码中的A 之后声明了A（在C90不允许的情况下），在堆栈上分配了A，但是它仍然在主函数的顶部范围内，因此从主函数的开头直到结束。 因此在主要启动时按下B，在输入内部范围时按下A，在离开时按下弹出，然后在保留主要功能时弹出B.

Answer 6

我的工作很大一部分是打击编译器，我不得不说他们并不总是做我们人类期望他们做的事情。 即使编写了编译器，您仍然会对结果感到惊讶，输入矩阵无法100％预测。

编译器的优化部分非常复杂，正如其他答案中所提到的，您观察到的可能是由于对设置的自愿响应，但它可能只是周围代码的影响，甚至没有这种逻辑优化。

无论如何，正如Micheal所说，你不应该依赖编译器来防止堆栈溢出，因为你可能只是将问题推迟到以后，当使用正常的代码维护或一组不同的输入时，它会崩溃很多进一步在管道中，可能在用户手中。

Answer 7

在这种情况下，编译器别无选择。 它不能假设printf()任何特定行为。 因此，只要A本身存在，就必须假设printf()可以挂在&A 。 因此，A本身存在于定义它的整个范围内。