引用指針參數的C ++優化

Question

我想知道以下函數是否使用臨時變量（p）：

void parse_foo(const char*& p_in_out,
               foo& out) {
    const char* p = p_in_out;

    /* Parse, p gets incremented etc. */

    p_in_out = p;
}

還是我可以只使用原始參數，並希望它與上述方法類似地被優化？ 似乎應該進行這樣的優化，但是我已經在Mozilla的代碼之類的一些地方看到了上述優化，並對“避免別名”的注釋模糊不清。

Answer 1

所有好的答案，但是如果您擔心性能優化，那么實際的解析將花費幾乎所有時間，因此指針別名可能會“陷入困境”。

Answer 2

帶有臨時變量的變體可能更快，因為這並不意味着對指針的每次更改都會反映回參數，並且編譯器更有可能生成更快的代碼。 但是，測試此問題的正確方法是編譯並查看反匯編。

同時，這與避免混疊有關。 實際上， 帶有臨時變量的變量確實使用了別名-現在您在同一數組中有兩個指針，這正是別名。

Answer 3

如果該功能具有事務性，我將使用臨時方法。

即功能成功或完全失敗（沒有中間立場）。
在這種情況下，我將使用臨時函數在函數執行時保持狀態，並且僅在函數成功完成后才分配回in_out參數。

如果函數過早退出（即通過異常退出），那么我們有兩種情況：

• 有臨時的（外部指針不變）
• 直接使用參數可以修改外部狀態以反映位置。

我看不到任何一種方法的優化優勢。

Answer 4

是的，您應該將其分配給標記為restrict （在MSVC中為__restrict ）的本地。

這樣做的原因是，如果編譯器不能完全確定范圍中的其他指針是否指向p_in_out ，則它無法將指針下的內容存儲在本地寄存器中。 每次您寫入同一作用域中的任何其他char * ，它都必須回讀數據。 這是否是“智能”編譯器都不成問題； 這是正確性要求的結果。

通過編寫char* __restrict p可以向編譯器保證， 沒有其他指針與p指向相同的地址 。 沒有此保證， *p的值可以在每次寫入任何其他指針時更改，或者每次寫入*p時它可能更改其他指針的內容。 因此，編譯器必須*p每個分配立即寫回內存，並且在每次寫入另一個指針后必須將其讀回。

因此，保證編譯器不會發生這種情況 -它可以只加載一次*p並且假定沒有其他指針會影響它-可以改善性能。 究竟多少取決於特定的編譯器和情況：在處理器上，要承受按負載加載的懲罰，這是巨大的； 在大多數x86 CPU上，它是適中的。

在這里偏愛使用指針指向引用的原因僅僅是因為可以將指針標記為restrict而引用則不能。 這就是C ++的方式。

您可以嘗試兩種方法，然后測量結果以查看哪種方法確實更快。 而且，如果您感到好奇， 我會在其他地方深入討論restrict和負載均衡存儲 。

附錄 ：寫完上面的內容后，我意識到Moz的人們更擔心引用本身會被別名化-也就是說，其他內容可能指向存儲const char *p的同一地址，而不是指向存儲該字符的char p分。 但是我的回答是相同的：在幕后， const char *&p表示const char **p ，並且與其他任何指針一樣，也存在相同的別名問題。

Answer 5

編譯器如何知道p_in_out沒有以某種方式別名？ 確實無法優化通過引用回寫數據的過程。

struct foo {
    setX(int); setY(int); 
    const char* current_pos;
} x;
parse_foo(x.current_pos, x);

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我看了一下，問為什么不只返回指針呢？那么您就沒有對指針的引用，也不必擔心修改原始指針了。

const char* parse_foo(const char* p, foo& out) {
    //use p;
    return p;
}

這也意味着您可以使用右值調用該函數：

p = parse_foo(p+2, out); 

Answer 6

立即想到一個想法：異常安全。 如果在解析過程中引發異常，則應使用臨時變量來提供強大的異常安全性：函數調用已完全成功或沒有執行任何操作（從用戶角度而言）。