在C ++中，我可以聲明一個引用，以表明什么都不會修改它？

Question

如果我做

typedef void Cb();

int foo(int const& a, Cb cb) {
  int x = a;
  cb();
  return x - a;
}

並使用g++ -O3 -save-temps -c foo.cpp ，我看到減法被保留，而如果cb(); 被注釋掉，整個函數優化到

xorl    %eax, %eax

我可以對參數a的規范做些什么，這樣無論對cb()的調用如何都不會優化減法，並且不強制a成為唯一引用（即，它可以在別處引用，但通過這些參考文獻都不會被修改）？

Answer 1

執行建議的優化是不正確的，因為其余代碼可能是：

static int var;

void func()
{
    var++;
}

// ...
foo(var, func);

我不知道你可以設置任何特定於編譯器的屬性來說cb()不會修改a 。

Answer 2

有__restrict擴展名，你可以在gcc.godbolt.org上試試這個：

typedef void Cb();

int foo(const int & __restrict a, Cb cb) {
  int x = a;
  cb();
  return x - a;
}

奇怪的是， 只有clang進行優化 ， gcc不會這樣做 。

---

請注意，類似限制的別名被認為是C ++標准的一部分：

• N3988：走向類似限制的別名語義 - Finkel，Tong，Carruth，Nelson，Vandevoorde，Wong

也許將來你可以通過標准來做到這一點。

Answer 3

為什么不移動int x = a; 函數調用下面的行？

如果cb()既不影響x也不影響a ，你應該沒問題，我認為編譯器會再次優化調用，因為x不能在兩次調用之間改變。 如果您無法重新排序這兩個調用，則可能無法首先對其進行優化。

這不是你可以暗示編譯器要做的事情，因為在調用cb()之后無法保證x和a都沒有改變。

將此視為讀/寫訪問的順序 。 如果在cb()期間沒有對a和x讀或寫訪問，則可以手動重新排序函數調用。

如果a或x寫的是你不能重新排序和優化將是不正確的。

如果x被讀取，你不能重新排序的函數調用，但如果x確實是只讀的，你可以從一個而不是閱讀，並定義x僅在調用之后，因為它將具有相同的值作為a曾在你面前宣布它呼叫。

Answer 4

如果編譯器支持該擴展，則可以在引用上使用C restrict 。
（某些編譯器允許__restrict或__restrict__ ，它們是implements命名空間的一部分。）

這是您向編譯器的承諾，即對象在任何地方都沒有別名，因此可以對其進行優化。
如果你對編譯器撒了謊，那么你就得到了你應得的破解代碼。

Answer 5

__attribute __（（const））就足夠了

如下所述： https ： //gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-5.1.0/gcc/Function-Attributes.html ，它告訴編譯器給定的函數不修改全局變量（雖然它可以讀取它們）。

還有const的pure子集，它也禁止全局讀取。

請考慮以下簡化示例：

int __attribute__((const)) g();

int f(int a) {
  int x = a;
  g();
  return x - a;
}

在g++ 4.8 x86_64 -O3 ，它編譯為：

• xor %eax,%eax with const
• 沒有const的大型函數，不假設a不被修改

似乎沒有更細粒度的屬性表示函數不會根據需要修改給定變量。

__attribute __（（const））可以應用於函數指針嗎？

我們試試吧：

int f(int& a, void __attribute__((const)) (*g)(void)) {
    int x = a;
    (*g)();
    return x - a;
}

再次，它編譯為xor %eax,%eax ，以及沒有const的大函數，所以答案是肯定的。

這個語法是在： 函數指針__attribute __（（const））函數？

它也出現在2011年的郵件列表上： http ： //comments.gmane.org/gmane.comp.gcc.help/38052至少在當時它只適用於某些屬性。

可以將__attribute __（（const））添加到typedef嗎？

這有效：

typedef void __attribute__((const)) (*g_t)(void);

int f(int& a, g_t g) {
    int x = a;
    (*g)();
    return x - a;
}

要么：

typedef void (g_t)(void);

int f(int& a, g_t __attribute__((const)) g) {
    int x = a;
    g();
    return x - a;
}

但我無法找到一種方法將屬性放在typedef上並傳遞函數，而不是指針，如：

typedef void __attribute__((const)) (g_t)(void);

GCC發出警告說在這種情況下該屬性被忽略了。