Question

在C ++中，如果变量的值在整个程序中分配后永远不会改变 VS 如果将该变量设为const，那么可执行代码更快？编译器如何优化案例1中的可执行代码？

Answer 1

聪明的编译器可以理解变量的值永远不会改变，从而优化相关代码，即使程序员没有明确的const关键字也是如此。

至于你的第二个问题，当你将一个变量标记为const时，后面的可能发生：“编译器可以通过不向这个变量提供存储来优化掉这个const而是将它添加到符号表中。因此，后续读取只需要间接到符号表而不是从内存中获取值的指令“。阅读What kind of optimization does const offer in C/C++? (if any)中的更多内容。

我说可能，因为const并不意味着这是一个确定的常量表达式，这可以通过使用constexpr代替，正如我解释的那样。

通常，在使用const关键字时，您应该考虑更安全的代码，而不是更快的代码。因此，除非您为更安全和更易读的代码执行此操作，否则您可能会成为过早优化的受害者。

加成：

C ++提供constexpr关键字，允许程序员将变量标记为标准调用常量表达式。常量表达式不仅仅是常量。

在Difference between `constexpr` and `const`和When should you use constexpr capability in C++11?

中了解详情

PS：Constness阻止移动，因此使用const太过宽松可能会使代码执行得更慢。

Answer 2

在哪种情况下可执行代码更快？

使用const时代码更快，因为编译器有更多优化空间。请考虑以下代码段：

int c = 5;
[...]
int x = c + 5;

如果c不变，则只需将10分配给x。如果c不是常量，那么它依赖于编译器是否可以从c事实上不变的代码中扣除。

编译器如何优化案例1中的可执行代码？

如果变量不是常量，编译器很难优化代码。变量的范围越广，编译器就越难以确保变量不会发生变化。

对于简单的情况，如局部变量，具有基本优化的编译器将能够推断出变量是常量。所以它会把它视为常数。

if (...) {
    int c = 5;
    [...]
    int x = c + 5;
}

对于更广泛的范围，如全局变量，外部变量等，如果编译器无法分析整个范围，它会将其视为普通变量，即分配一些空间，生成加载和存储操作等。 / p>

file1.c
int c = 5;

file2.c
extern int c;
[...]
int x = c + 5;

还有更积极的优化选项，例如链接时优化，这在这种情况下可能会有所帮助。但是，在性能方面，const关键字仍然有用，特别是对于具有宽范围的变量。

编辑：

简单示例

文件const.C：

const int c = 5;
volatile int x;

int main(int argc, char **argv)
{
        x = c + 5;
}

汇编：

$ g++ const.C -O3 -g

拆卸：

5   {
6       x = c + 5;
   0x00000000004003e0 <+0>: movl   $0xa,0x200c4a(%rip)        # 0x601034 <x>
7   }

所以我们只需将10（0xa）移动到x。

档案nonconst.C：

int c = 5;
volatile int x;

int main(int argc, char **argv)
{
        x = c + 5;
}

汇编：

$ g++ nonconst.C -O3 -g

拆卸：

5   {
6       x = c + 5;
   0x00000000004003e0 <+0>: mov    0x200c4a(%rip),%eax        # 0x601030 <c>
   0x00000000004003e6 <+6>: add    $0x5,%eax
   0x00000000004003e9 <+9>: mov    %eax,0x200c49(%rip)        # 0x601038 <x>
7   }

我们加载c，添加5并存储到x。

因此，即使您可以看到非常积极的优化（-O3）和您可以编写的最短程序，const的效果也非常明显。

g ++版本5.4.1

const vs非const变量，赋值后没有值变化

2 个答案:

简单示例