并帮助限制在C如果指针已标记const?

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/457441

题

只是想知道:当我加限制的指针，我告诉编译器的指针不是一个别名，对另一个指针。让我们假设我有一个函数，如：

// Constructed example
void foo (float* result, const float* a, const float* b, const size_t size)
{
     for (size_t i = 0; i < size; ++i)
     {
         result [i] = a [0] * b [i];
     }
}

如果编译器必须假设 result 可能会重叠 a, 它已重新提取了各个时间。但是，正如 a 标记 const, 编译器也可以假设，一个是固定的，因此获取它一旦确定。

问题是，在这样的情况下，有什么建议的工作方式有限制?我当然不希望编译器，以重新获取 a 每一次，但我找不到良好的信息关于如何 restrict 应该是在这里工作。

有帮助吗？

解决方案

您指针常量，见人就叫你的功能，你不会碰这是指向通过该变量的数据。不幸的是，编译器仍然不会知道结果是常量指针的别名。您可以随时使用非const指针作为一个const指针。例如，很多功能需要一个const char（即字符串）的指针作为参数，但你可以，如果你愿意，它传递一个非const指针，该功能仅让你，它不会使用特定的一个承诺指针任何改变。

基本上，更贴近你的问题，你需要为了限制添加到A和B“承诺”，凡使用该功能将无法在结果传递作为别名为A或B的编译器。假设，当然，你可以做这样的承诺。

其他提示

每个人都在这里似乎很困惑。这里没有在迄今任何回答一个const指针的单个例子。

声明const float* a是的不一个const指针，它的常量存储。指针仍然是可变的。 float *const a是一个const指针一个可变的浮动。

因此，问题应该是，是否有在float *const restrict a任何点（或const float *const restrict a如果您愿意）。

是的，你需要的限制。 指针const并不意味着没有什么可以改变的数据，只是你不能改变它通过的指针.

const 大多只是一个机构的要求编译器，来帮助你继续跟踪这东西你想要功能应允许修改。 const 是不是一个承诺编译器，一个能真的不会修改的数据.

不像 restrict, 使用的指针到const 到可变数据基本上是一个承诺其他人，不要编译器。铸造走 const 所有的地方不会导致错误的行为优化器(据我所知)，除非你试图修改的东西，编译器放在只读存储器(见下文有关 static const 变量)。如果编译器不能看到的定义的一种功能时优化，它认为它蒙上走 const 和修改的数据通过这一指针(即那功能不尊重的 const斯的其指args).

编译器不会知道 static const int foo = 15; 不能改变，虽然和可靠地将内联的价值，甚至如果你通过其地址以未知的功能。(这是为什么 static const int foo = 15; 是不是比较慢 #define foo 15 对于优化编译器。好的编译器将优化这样一个 constexpr 只要有可能。)

记住， restrict 是的承诺，以编译器，事情你接通过这一指针不重叠与其他任何东西.如果这不是真的，你的功能不一定会做什么你期望。例如不要叫 foo_restrict(buf, buf, buf) 操作。

以我的经验(与海湾合作委员会和铛), restrict 主要是有用的指针，储存通过。它不会伤害到把 restrict 你源指针，太多，但通常得到所有asm的改善有可能从把它放在就目标的指针(s)，如果 所有 商店你能不是通过 restrict 指针。

如果你有任何的功能的电话在你的循环, restrict 在一个来源指针不会让铛(但不是海湾合作委员会)避免重新加载。看看 这些试验的情况下在Godbolt编译器explorer, ，具体而言，这一：

void value_only(int);  // a function the compiler can't inline

int arg_pointer_valonly(const int *__restrict__ src)
{
    // the compiler needs to load `*src` to pass it as a function arg
    value_only(*src);
    // and then needs it again here to calculate the return value
    return 5 + *src;  // clang: no reload because of __restrict__
}

gcc6.3(针对x86-64SysV ABI)决定继续 src (指针)在一个叫保留注册的跨职能调用，并重新加载 *src 后呼吁。无论是海湾合作委员会的算法中没有现货，优化的可能性，或是决定这是不是值得的，或海湾合作委员会开发的目的不是实施它，因为他们认为这是不安全的。。。但是，由于铛做的，我猜是 大概 法律根据的C11标准。

clang4.0优化本来仅负荷 *src 一旦，并保持价值，在一个呼叫保留注册的跨职能的呼吁。没有 restrict, 它不这样做，因为所谓的功能可能(作为一个副作用)的修改 *src 通过另一个指针。

呼叫者的这种功能可能通过该地址的一个全球性可变的，例如.但任何修改的 *src 比其他通过 src 指针将违反承诺， restrict 由于编译器。因为我们没通过 src 要 valonly(), 编译器可以假设它不会修改的价值。

GNU方言的C允许使用 __attribute__((pure)) 或 __attribute__((const)) 宣布这一功能没有副作用, ，允许这种优化没有 restrict, 但是没有携带相当于ISO C11(据我所知).当然，允许功能的内联(通过把它放在一个标题的文件或使用LTO)还允许这类优化，并更好地为小型职能，特别是如果所谓的内部循环。

编译器一般都是非常积极的做优化，该标准允许，即使他们是令人惊讶的来一些程序员，并打破一些现有的安全代码发生的工作。(C是如此便携式的，很多事是不确定的行为的基本标准；最好的实现做定义的行为很多事情的标准叶为UB。) C不是一种语言，它的安全扔码在编译器，直到它不会你想要什么，而不检查，你在做它正确的方式(没有签署整数溢出，等等。)

如果你看x86-64个体和小型输出，用于编写您的功能(的问题)，可以很容易地看到差别。我把它放在 该Godbolt编译器explorer.

在这种情况下，把 restrict 上 a 足以让铛提升机的负荷 a[0], 但不gcc。

与 float *restrict result, 两铛和海湾合作委员会，将提升机的载荷。

例如

# gcc6.3, for foo with no restrict, or with just const float *restrict a
.L5:
    vmovss  xmm0, DWORD PTR [rsi]
    vmulss  xmm0, xmm0, DWORD PTR [rdx+rax*4]
    vmovss  DWORD PTR [rdi+rax*4], xmm0
    add     rax, 1
    cmp     rcx, rax
    jne     .L5

与

# gcc 6.3 with   float *__restrict__ result
# clang is similar with const float *__restrict__ a but not on result.
    vmovss  xmm1, DWORD PTR [rsi]   # outside the loop
.L11:
    vmulss  xmm0, xmm1, DWORD PTR [rdx+rax*4]
    vmovss  DWORD PTR [rdi+rax*4], xmm0
    add     rax, 1
    cmp     rcx, rax
    jne     .L11

因此，在摘要， 把 __restrict__ 在所有的指针，都保证不重叠与其他东西.

顺便说一句， restrict 只是一个关键词。一些支持C++编译器 __restrict__ 或 __restrict 作为扩展，所以你应该 #ifdef 它在不知名的编译器。

由于

在 C-99标准（ISO / IEC 9899：1999（E））有const * restrict的实例，例如，在节7.8.2.3：

的strtoimax和strtoumax功能

概要

#include <inttypes.h>
intmax_t strtoimax(const char * restrict nptr,
                   char ** restrict endptr, int base);
--- snip ---

因此，如果假设的标准将不提供这样一个例子，如果const *是多余到* restrict，那么它们是，事实上，不是冗余的。

由于前面的回答说，你需要添加“限制”。 我也想对你的情况发表评论说，“结果可能有重叠”。这是不是唯一的原因，编译器将检测到“A”可能会改变。它也可以通过具有指针“一”另一个线程改变。因此，即使你的功能并没有改变任何值，则编译器将仍然认为“A”可能会改变。

许可以下： CC-BY-SA 和 归因
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