Question

在此Stack Overflow answer 证明了C ++中的别名会降低代码的速度。 C ++中的别名不仅适用于指针，也适用于引用，更常见的是these types specified by the standard。特别是，有

聚合或联合类型，其成员中包含上述类型之一（包括递归地，子聚合或包含联合的成员）

所以根据我的理解，如果我有如下代码，

 class A{
  public:
   int val;
 };

 void foo(vector<A> & array, int & size, A & a0) {
   for(int i=0;i<size;++i) {
    array[i].val = 2*a0.val;
   }
 }

a0可能会为array中的某个元素添加别名，也可能是别名size，因为上述引用，所以a0和{{1必须为每次迭代加载，导致性能下降。

然后我的问题是我应该怎么做代码以避免别名，并提高性能？
传递size无济于事，因为它不会避免标准规定的别名。按值传递const &？但这会复制我不喜欢的a0，因为在实践中，类a0可能非常复杂，复制是一个非常昂贵的选择。
是否有通用的解决方案来避免C ++中的别名？如果是，那是什么？

Answer 1

{+ 3}}似乎涵盖了避免C ++中的别名性能问题，而Evolution Working Group issue 72: N4150 Alias-Set Attributes: Toward restrict-like aliasing semantics for C++, N3988 Towards restrict-like aliasing semantics for C++ N3635 Towards restrict-like semantics for C++ 是该提案的最新版本。 EWG问题尚未解决，但显然已准备好进行审核。

该提案提出C类限制限定符，这些限定符目前由许多编译器在C ++中由扩展支持但具有模糊区域，该提案还说明了其他内容：

毫无疑问，限制限定符有益于编译器在许多方面进行优化，特别是允许改进的代码运动和消除负荷和商店。自推出C99以来限制，它在许多编译器中作为C ++扩展提供。但是这个特性在C ++中很脆弱，没有明确的C ++语法规则和语义。现在随着C ++ 11的引入，仿函数正在出现用lambdas替换，用户已经开始询问如何使用restrict 在lambdas面前。鉴于现有的编译器支持，我们之前需要提供具有明确定义的C ++语义的解决方案使用一些常见的C99限制子集变得广泛使用与C ++ 11结构组合。

该提案还指出：

没有标准化和改进现有的C99 在C ++中限制设施，用户通常必须跳过相当多的环节来实现其效果通过临时代码重写代码，或者分解和内联函数体来模拟其效果。

所以看起来目前还没有好的解决方案，虽然目前的编译器有扩展，提供C限制像语义，但有很多灰色区域 3。 C ++和C 中的限制问题涵盖了一些用于避免别名的方法，但它们都有缺陷。

该提案提到了N4150，其中提到了与这些技术相关的一些技术和缺陷。例如：

克服别名的最简单方法是复制潜在的别名参数。
void rf2(type& output, const type& input) {
    type temp = input;
    output += ra1(temp);
    output += ra2(temp);
}
这种技术比简单技术更复杂，效率更低按值传递参数。虽然这种技术在使用时很有用处理遗留接口时，它不应该是主要技术。

此技术适用于您的情况。

注意有趣的别名和C99限制限定符N3538。

Answer 2

如果目的是在执行foo期间你不期望size或a0.val发生变化，那么你可以通过将这些变为本地值来明确表达：

void foo(vector<A> & array, int size, const A & a0) {
    auto new_val = 2*a0.val;
    for(int i=0;i<size;++i) {
        array[i].val = new_val;
    }
}

现在很明显，您打算将所有元素设置为相同的值。读者和编译器都很清楚。

如何避免别名并提高性能？

2 个答案: