Question

指针转换被认为是昂贵的吗？（例如，转换指针/地址需要多少CPU周期），特别是当你必须经常这样做时（例如，只是一个显示频率范围的例子，我知道这种特殊情况有更好的方法）：

unsigned long long *x;
/* fill data to x*/

for (int i = 0; i < 1000*1000*1000; i++)
{

    A[i]=foo((unsigned char*)x+i);

};

Answer 1

（例如，转换指针/地址所需的CPU周期数）

在大多数机器代码语言中，只有1个“类型”的指针，因此在它们之间进行转换不需要任何费用。请记住，C ++类型实际上只存在于编译时。

真正的问题是这种代码可以破坏严格的别名规则。您可以在其他地方阅读更多相关内容，但实际上编译器会通过未定义的行为生成错误的代码，或者被迫做出保守的假设，从而产生较慢的代码。（请注意，char*和朋友在某种程度上可以免于未定义的行为部分）

优化器通常必须在存在指针的情况下对变量做出保守的假设。例如，知道变量x的值为5的常量传播过程在分配给另一个变量（例如，* y = 10）后将无法继续使用此信息，因为它可能是* y是别名x。在y =＆amp; x。
之类的作业之后可能就是这种情况
作为赋值给* y的效果，x的值也会改变，因此将x为5的信息传播到* y = 10之后的语句可能是错误的（如果* y确实是x）的别名。但是，如果我们有关于指针的信息，则常量传播过程可以进行如下查询：can x是* y的别名吗？然后，如果答案为否，则可以安全地传播x = 5。   受混叠影响的另一个优化是代码重新排序。如果编译器确定x没有* y的别名，则可以在赋值* y = 10之前移动使用或更改x值的代码，如果这样可以改进调度或启用更多循环优化。< / p>
要以可预测的方式启用此类优化，C编程语言的ISO标准（包括其较新的C99版本，请参见第6.5节，第7段）指定对于不同类型的指针，它是非法的（有一些例外）引用相同的内存位置。这个规则被称为“严格别名”，有时可以令人印象深刻地提高性能，[1]但是已经知道打破一些其他有效的代码。一些软件项目故意违反C99标准的这一部分。例如，Python 2.x这样做是为了实现引用计数，[2]并且需要对Python 3中的基本对象结构进行更改以实现此优化。 Linux内核这样做是因为严格的别名会导致优化内联代码的问题。[3]在这种情况下，使用gcc编译时，会调用-fno-strict-aliasing选项以防止可能产生意外代码的不需要的优化。   [编辑]

http://en.wikipedia.org/wiki/Aliasing_(computing)#Conflicts_with_optimization

What is the strict aliasing rule?

Answer 2

在您可能遇到的任何体系结构上，所有指针类型都具有相同的表示形式，因此表示相同地址的不同指针类型之间的转换没有运行时成本。这适用于C中的所有指针转换。

在C ++中，一些指针转换有成本，有些则没有：

reinterpret_cast和const_cast（或等效的C风格演员，例如问题中的那个）和转换到void*或从static_cast转换将只重新解释指针值，没有成本。
指针到基类和指向派生类之间的转换（隐式地，或者使用dynamic_cast或等效的C风格转换）可能需要在指针值处添加固定偏移量是多个基类。
{{1}}将根据指向的对象的动态类型执行非常重要的工作来查找指针值。

历史上，某些体系结构（例如PDP-10）对指针到字节和指针到字的表示方式不同;转换可能会有一些运行时成本。

Answer 3

unsigned long long *x;
/* fill data to x*/

for (int i = 0; i < 1000*1000*1000; i++)
{

    A[i]=foo((unsigned char*)x+i); // bad cast

}

请记住，机器只知道内存地址，数据和代码。其他所有东西（比如类型等）只有编译器知道（帮助程序员），并且所有指针算术都是已知的，只有编译器知道每种类型的大小......依此类推。

在运行时，在将一种指针类型转换为另一种指针类型时不会浪费任何机器周期，因为转换不会在运行时发生。所有指针都被视为4个字节长（在32位机器上），仅此而已。

Answer 4

这完全取决于您的底层硬件。

在大多数机器架构上，所有指针都是字节指针，并且字节指针和字节指针之间的转换是无操作。在某些体系结构上，指针转换在某些情况下可能需要额外的操作（例如，有些机器使用基于字的地址，将字指针转换为字节指针，反之亦然需要额外的操作）。

此外，这通常是一种不安全的技术，因为编译器无法对您正在执行的操作执行任何健全性检查，并且您最终可能会覆盖您不期望的数据。

指针转换是否昂贵？

4 个答案: