Czy stała poprawność może poprawić wydajność?

Wielokrotnie czytałem, że wymuszanie poprawności const w kodzie C lub C ++ jest nie tylko dobrą praktyką w odniesieniu do łatwości utrzymania, ale może również pozwolić kompilatorowi na wykonanie optymalizacji. Jednak przeczytałem też zupełnie odwrotnie - że w ogóle nie wpływa to na wydajność.

W związku z tym, czy masz przykłady, w których poprawność const może pomóc kompilatorowi w poprawieniu wydajności programu?

constPoprawność nie może poprawić wydajność, ponieważ const_casti mutablesą w języku i pozwól kod do conformingly łamać zasady. Jest to jeszcze gorsze w C ++ 11, gdzie twoje constdane mogą np. Być wskaźnikiem do a std::atomic, co oznacza, że ​​kompilator musi uwzględniać zmiany wprowadzone przez inne wątki.

To powiedziawszy, dla kompilatora jest trywialne, aby spojrzeć na kod, który generuje, i określić, czy faktycznie zapisuje do danej zmiennej, i odpowiednio zastosować optymalizacje.

To powiedziawszy, constpoprawność to dobra rzecz w odniesieniu do łatwości konserwacji. W przeciwnym razie klienci Twojej klasy mogą złamać wewnętrznych członków tej klasy. Weźmy na przykład pod uwagę standard std::string::c_str()- gdyby nie mógł zwrócić wartości stałej, byłbyś w stanie poradzić sobie z wewnętrznym buforem łańcucha!

Nie używaj constze względu na wydajność. Używaj go ze względów konserwacyjnych.

Tak, może.

Większość z nich constjest wyłącznie dla korzyści programisty i nie pomaga kompilatorowi w optymalizacji, ponieważ ich odrzucenie jest legalne, a więc nie mówią kompilatorowi niczego przydatnego do optymalizacji. Jednak niektórych constplików nie można (zgodnie z prawem) odrzucić i dostarczają one kompilatorowi przydatnych informacji do optymalizacji.

Na przykład dostęp do zmiennej globalnej zdefiniowanej za pomocą consttypu może być wbudowany, podczas gdy nie można wstawić tej bez consttypu, ponieważ może się to zmienić w czasie wykonywania.

https://godbolt.org/g/UEX4NB

C ++:

int foo1 = 1;
const int foo2 = 2;

int get_foo1() {
    return foo1;
}

int get_foo2() {
    return foo2;
}

jako M:

foo1:
        .long   1
foo2:
        .long   2
get_foo1():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, DWORD PTR foo1[rip] ; foo1 must be accessed by address
        pop     rbp
        ret
get_foo2():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, 2 ; foo2 has been replaced with an immediate 2
        pop     rbp
        ret

W praktyce należy pamiętać, że chociaż constmoże poprawić wydajność, w większości przypadków nie będzie lub będzie, ale zmiana nie będzie zauważalna. Podstawową użytecznością constnie jest optymalizacja.

Steve Jessop podaje inny przykład w swoim komentarzu do pierwotnego pytania, w którym pojawia się coś, o czym warto wspomnieć. W zakresie blokowym kompilator może wywnioskować, czy zmienna zostanie zmutowana i odpowiednio zoptymalizować, niezależnie od tego const, ponieważ kompilator może zobaczyć wszystkie zastosowania zmiennej. W przeciwieństwie do powyższego przykładu, nie można przewidzieć, czy foo1zostanie zmutowany, ponieważ można go zmodyfikować w innych jednostkach tłumaczeniowych. Przypuszczam, że hipotetyczny, czujący ultra-kompilator mógłby przeanalizować cały program i określić, czy można go uzyskać w trybie inline foo1... ale prawdziwe kompilatory nie mogą.

z mojego doświadczenia, nie

W przypadku zmiennych skalarnych kompilator jest w stanie określić każdą zmianę wartości i samodzielnie przeprowadzić niezbędną optymalizację.

W przypadku wskaźników tablicowych poprawność const nie gwarantuje, że wartości są naprawdę stałe w przypadku potencjalnych problemów z aliasowaniem. Dlatego kompilator nie może używać samego modyfikatora const do przeprowadzania optymalizacji

jeśli szukasz optymalizacji, powinieneś rozważyć __restrict__specjalne modyfikatory / atrybuty funkcji: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Function-Attributes.html

Trochę stary, ale nadal działa: http://www.gotw.ca/gotw/081.htm I trochę więcej: http://cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by -wartość/