Question

考虑以下代码，关于成员的嵌套访问：

struct A
{
  size_t m_A;
};
struct B
{  
   A m_A_of_B;
};
class D
{
  B instance_B;
  A instance_A;
  size_t m_D;
public:
  size_t direct (void) { return m_D; }
  size_t ind1 (void) { return instance_A.m_A; }
  size_t ind2 (void) { return instance_B.m_A_of_B.m_A; }
};

我可以想象两种不同的情况：

1。没有区别

根据我的理解，应该没有区别，因为所有函数都返回一个值，该值在类内存布局中具有与this /相关的编译时常量位置。

我希望编译器能够识别它。

因此，我认为从上面所示的嵌套结构（甚至更深层次）中返回成员不会受到惩罚。

2。指针间接

有可能整个＆＃34;间接＆＃34;在这里进行。以ind2为例：

取这个 - ＆gt;获取instance_B的相对位置 - ＆gt;获取m_A_of_B的相对位置 - ＆gt;返回m_A

问题

编译器是否需要处理这种嵌套访问？
这三个功能有什么不同吗？

我问这个问题，因为我只从我所知道的事情如何运作中对这个问题做出了假设。因为我的一些假设在过去被证明是错误的，所以我想在这里要求确定。

对不起，如果已经提出要求，请尽可能指出适当的答案。

_{PS：你不需要提供任何关于＆＃34;过早优化是所有邪恶的根源＆＃34;或者关于分析。我可以使用我正在开发的编译器来描述这个问题，但我所针对的程序可以使用任何符合标准的编译器进行编译。因此，即使我无法确定任何差异，它们仍可能存在。}

Answer 1

只要对象是直接成员（因此，不是指针或引用成员），就没有开销，编译器只计算适当的偏移量，无论你是否有一个，两个，三个或五十四个嵌套级别[假设你使用一个相当理智的编译器 - 正如评论所说，在这种情况下，没有什么能阻止某些顽固的编译器生成可怕的代码 - 这适用于许多情况下，你可以通过一些经验猜测编译器会做什么 - 很少有东西其中C ++标准规定编译器不能添加额外的代码，这些代码不能做任何特别有用的代码]。

显然，引用或指针成员会有读取实际对象地址的开销。

Answer 2

我的理解是 - 没有区别。

如果你有（例如）堆栈上的D对象，那么访问任何成员或嵌套成员只是一个堆栈偏移量。如果D对象在堆上，那么它是一个指针偏移量，但不是真的不同。

这是因为D对象直接包含其所有成员，每个成员直接包含自己的成员。

Answer 3

标准对此没有任何限制。编译器编写器例如，一个真正扭曲的头脑会产生一个循环在每个功能的开头都没有做任何事情循环次数取决于数量函数名中的字母。完全符合，但......我宁愿怀疑他的编译器有很多用户。

在实践中，编译器只是（几乎）不可想象计算出每个子对象的地址;例如在英特尔，做类似的东西：

D::direct:
    mov eax, [ecx + offset m_D]
    return

D::ind1:
    lea ebx, [ecx + offest instance_A]
    mov eax, [ebx + offset m_D]
    return

D::ind2:
    lea ebx, [ecx + offset instance_B]
    lea ebx, [ebx + offset m_A_of_B]
    mov eax, [ebx + offset m_D]
    return

事实上，我见过的所有编译器都可以解决问题完全布局直接包含的对象，并且会生成类似的东西：

D::direct:
    mov eax, [ecx + offset m_D]
    return

D::ind1:
    mov eax, [ecx + offset instance_A + offset m_D]
    return

D::ind2:
    mov eax, [ecx + offset instance_A + offset m_A_of_B + offset m_D]
    return

（方括号中的偏移量的增加发生在汇编程序;表达式对应一个常量在实际可执行文件的指令内。）

所以回答你的问题：1是它完全是编译器依赖，2是在实际操作中，会有绝对没有区别。

最后，您的所有功能都是内联的。它们很简单足够的，每个编译器将内联它们，至少与任何激活优化程度。并且一旦内联，优化器可能会找到其他优化：它可能会检测到您初始化D :: instance_B :: m_A_of_B :: m_A 例如，一个常数;在这种情况下，它只会使用不变，并且不会有任何访问权限。事实上，你担心这种优化水平是错误的，因为编译器会为你做好照顾，比你更好。

返回嵌套对象的成员是否有任何惩罚？

1。没有区别

2。指针间接

问题

3 个答案: