Question

我有一个结构数组，我有一些函数将使用这些结构的几个成员。我想避免在每一行中取消引用。我认为有一些方法可以在某个内存位置声明变量......类似于：

someStruct &myStruct = arrayOfStructs[i];
myStruct.x = foo+bar*myStruct.y*myStruct.w;
//Instead of myStruct->x = foo+bar*myStruct->y*myStruct->w;
//It would/should even be possible to access the members in a similar way:
int &x = &myStruct.x;
x = x+4*y+2*z;
//This should avoid overhead of dereferencing the pointer, and offsetting to the member
//by just accessing that particular address of memory as though it was where the variable
//had always been.

这段代码示例可能有助于解释：

#define NUM_BIGSTRUCTS 10000

typedef struct {
  int a,b,c;
  float d,e,f;
} bigStruct;

bigStruct* arrayOfStructs;

void foo() {
  for(int i=0; i<NUM_BIGSTRUCTS; i++) {
    bigStruct* temp = arrayOfStructs[i];
    temp->f = (temp->d+temp->e)*((float)temp->a+temp->e);
    //more similar, with conditionals, etc...
    //actually I've got nested loops, and a very very large array
    //so any gains per inner loop would decrease my number of instructions exponentially

    //So, if I could declare a bigStruct and set its address to the location of a bigStruct in the array
    //then I could avoid a dereference every time I access a member of that bigStruct
    //Leaving just the member access overhead... which could be handled in a similar manner
    //if possible, and when appropriate
  }
}

int main(int argx, char** argv) {
  arrayOfStructs = g_new0(bigStruct,NUM_BIGSTRUCTS); //Allocate and 0 memory for simplicity

  foo();

  return 0;
}

我从来没有在SO上取得过成功，所以希望我解释了我想要做的事情。我正在使用C99顺便说一句，我相信这是可能的，因为c的低级性质。

[编辑] 看起来我正在寻找来自C ++的'References'，但对于C.即便如此，它们只允许赋值一次（初始化），这在我的例子中不起作用。我决定依靠编译器来优化对同一段内存的多次访问。

谢谢，詹姆斯纽曼

Answer 1

但是......谈论没有开销！

您要做的是实际增加开销。

我认为你需要知道你不应该反对一种语言，你应该使用它;否则就好像你正试图用锤子将方形钉穿过一个圆孔。

Answer 2

你正在尝试一些编译器优化比手动更好的东西。另外，C99没有这些引用结构，就像你试图在你的例子中定义它们一样 - 特别是C ++解除引用声明 - 如果你也变得非常大而且深刻，我建议你重新考虑你的算法。如果你试图引入一些临时变量和更多的内存来进行引用，那么你将会更加努力。

例如，如果你看一下：

struct some_struct {
        int a;
        struct {
                float f;
                double d;
        } s;
};

struct some_struct array[10000];

int process1(struct some_struct *r) {
#define R (*r)
        R.a+= 1;
        R.s.f = R.s.f/2;
        R.s.d = ( R.s.d + R.s.f ) * 2;
}

int process2(struct some_struct *r) {
        r->a+= 1;
        r->s.f = r->s.f/2;
        r->s.d = ( r->s.d + r->s.f ) * 2;
}

int doit() {
        int i;
        for (i = 0; i < sizeof(array)/sizeof(struct some_struct); i++ ) {
                struct some_struct *r = &array[i]; /* via reference */
                process1(r);
                process2(r);
        }
}

process1和process2在x86_64平台上使用gcc -O2生成相同的汇编输出：

        .file   "foo.c"
        .text
        .p2align 4,,15
        .globl  process1
        .type   process1, @function
process1:
.LFB11:
        .cfi_startproc
        movss   .LC0(%rip), %xmm0
        addl    $1, (%rdi)
        mulss   8(%rdi), %xmm0
        movss   %xmm0, 8(%rdi)
        unpcklps        %xmm0, %xmm0
        cvtps2pd        %xmm0, %xmm0
        addsd   16(%rdi), %xmm0
        addsd   %xmm0, %xmm0
        movsd   %xmm0, 16(%rdi)
        ret
        .cfi_endproc
.LFE11:
        .size   process1, .-process1
        .p2align 4,,15
        .globl  process2
        .type   process2, @function
process2:
.LFB12:
        .cfi_startproc
        movss   .LC0(%rip), %xmm0
        addl    $1, (%rdi)
        mulss   8(%rdi), %xmm0
        movss   %xmm0, 8(%rdi)
        unpcklps        %xmm0, %xmm0
        cvtps2pd        %xmm0, %xmm0
        addsd   16(%rdi), %xmm0
        addsd   %xmm0, %xmm0
        movsd   %xmm0, 16(%rdi)
        ret
        .cfi_endproc
.LFE12:
        .size   process2, .-process2
        .p2align 4,,15
        .globl  doit
        .type   doit, @function
doit:
.LFB13:
        .cfi_startproc
        xorl    %edx, %edx

        movss   .LC0(%rip), %xmm2
        .p2align 4,,10
        .p2align 3
.L4:
        leaq    (%rdx,%rdx,2), %rax
        addq    $1, %rdx
        leaq    array(,%rax,8), %rax
        movss   8(%rax), %xmm1
        addl    $2, (%rax)
        mulss   %xmm2, %xmm1
        cmpq    $10000, %rdx
        unpcklps        %xmm1, %xmm1
        cvtps2pd        %xmm1, %xmm0
        mulss   %xmm2, %xmm1
        addsd   16(%rax), %xmm0
        movss   %xmm1, 8(%rax)
        unpcklps        %xmm1, %xmm1
        cvtps2pd        %xmm1, %xmm1
        addsd   %xmm0, %xmm0
        addsd   %xmm1, %xmm0
        addsd   %xmm0, %xmm0
        movsd   %xmm0, 16(%rax)
        jne     .L4
        rep
        ret
        .cfi_endproc
.LFE13:
        .size   doit, .-doit
        .comm   array,240000,32
        .section        .rodata.cst4,"aM",@progbits,4
        .align 4
.LC0:
        .long   1056964608
        .ident  "GCC: (GNU) 4.6.1"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

Answer 3

你的想法不会为你节省任何东西。指针可让您使用非本地内存。根据定义，数组中的结构很远，你不能在很远的地方声明一个局部变量 - 这将是矛盾的。

当你说int &x = &myStruct.x;时，你会混淆两个想法：

本地变量：您可以轻松地
```
    int x = temp->x
    //work with x...
    temp->x = x
```
好处是，当你使用它时，你正在处理与你亲近的事情。缺点是来回复制，但确实可能存在一些问题。
指针：另一种方式是
```
   int *x = &temp->x
   //work with x, like you would a pointer
```
但是，这确实没有太大帮助，因为这与在整个地方使用temp->x没什么不同。（除非可能清晰）。想想数组：假设您有以下代码：
```
  int array[25];
  array[3] = array[2] + array[3];
  array[7] = array[3]*array[7] + array[3]<<7;
```
您建议将其转换为：
```
 int array[25]
 int *a = &array[3], *b=&array[2], *c=&array[7];
 *a = *b+*a;
 *c = (*a)*(*c) + *a<<7;
```
它可能更具可读性，但生成的代码可能类似且重要的是，您将远离内存完全相同的次数。

Answer 4

我认为你正在寻找贴牌新操作符，但那是C ++，而不是C。

除此之外，我同意其他人 - 不管它。

C如何避免多次解除引用相同的变量？

4 个答案: