Question

我了解到指针别名可能会影响性能，并且__restrict__属性（在GCC中，或其他实现中的等效属性）可能有助于跟踪哪些指针应该或不应该别名。同时，我还了解到GCC的valarray实现存储了一个__restrict__'ed指针（{3}}中的第517行），我认为暗示了编译器（和负责用户）的私有指针可以假设valarray方法中的任何地方都没有别名。

但是如果我们为指向valarray对象的别名添加别名，例如：

#include <valarray>

int main() {
    std::valarray<double> *a = new std::valarray<double>(10);
    std::valarray<double> *b = a;
    return 0;
}

是否可以说a的成员指针也有别名？并且b的存在是否会损害valarray方法可能带来的任何优化？（指向优化的指针容器是不好的做法吗？）

Answer 1

让我们首先了解如何别名会损害优化。

考虑这段代码，

void
process_data(float *in, float *out, float gain, int nsamps)
{
    int i;
    for (i = 0; i < nsamps; i++) {
        out[i] = in[i] * gain;
    }
}

在C或C ++中，参数in和out指向内存中的重叠区域是合法的....当编译器优化函数时，通常不知道是否in和out是别名。因此，必须假设通过out的任何商店都会影响in指向的内存，严重限制了它重新排序或并行化代码的能力（对于一些简单的情况，编译器可以分析整个程序）确定两个指针不能是别名。但一般来说，编译器不可能确定两个指针是否是别名，所以为了安全起见，它必须假定它们是。）

来到你的代码，

#include <valarray>

int main() {
    std::valarray<double> *a = new std::valarray<double>(10);
    std::valarray<double> *b = a;
    return 0;
}

由于a和b是别名。 valarray使用的底层存储结构也会有别名（我认为它使用了一个数组。对此不太确定）。因此，以类似于上面所示的方式使用a和b的代码的任何部分都不会受益于编译器优化，例如并行化和重新排序。请注意，b的存在不会影响优化，但会如何使用它。

现金：引用的部分和代码来自here。这也可以作为有关该主题的更多信息的良好来源。

Answer 2

是否可以说a的成员指针也是别名？

是。例如，a->[0]和b->[0]引用相同的对象。那个别名。

b的存在是否会损害valarray方法可能带来的任何优化？

没有

您尚未在示例代码中使用b完成任何操作。假设您的函数比以相同构造开头的示例代码大得多。如果该函数的前几行使用a但从不b，则通常没有问题，其余行使用b但从不使用a。通常。（然而，优化编译器会重新排列代码行。）

另一方面，如果您将a和b混合使用，则不会对优化造成影响。你正在做更糟糕的事情：你正在调用未定义的行为。＆＃34;不要这样做＆＃34;是未定义行为问题的最佳解决方案。

<强>附录

C restrict和gcc __restrict__关键字不是对编译器或标准库的开发人员的约束。这些关键字是编译器/库的承诺，限制数据不会与其他数据重叠。编译器/库没有检查程序员是否违反了这个承诺。如果此承诺启用某些可能因重叠数据而无效的优化，则编译器/库可以自由应用这些优化。

这意味着restrict（或__restrict__）是对您的限制，而不是编译器。即使没有b指针，您也可以违反这些限制。例如，考虑

*a = a->[std::slice(a.size()-1,a.size(),-1)];

这是未定义的行为。

指针容器的指针别名

2 个答案: