主要观点:
- 剑桥大学等机构的多年努力促使 C 社区接受了所谓“指针来源”的共同愿景,发布了国际标准 ISO/IEC TS 6010,以提高现代信息系统的安全性和稳定性。
- 在 C 语言中,指针别名对代码优化有影响,良好的指针别名分析对现代编译器的优化至关重要,错误的别名假设可能导致严重错误。
- 现代编译器有多种机制帮助推断指针的使用情况以进行优化,但仍存在局限性,如类型和
restrict
等机制需要程序员自行确保正确性。 - 指针在 C 语言中与整数密切相关,导致混淆,我们提出的来源模型旨在考虑所有方面,为用户和编译器实现者提供参考。
关键信息:
- 指针别名定义:程序执行期间两个指针值
p
和q
指向内存中同一对象时称它们别名。 - 优化示例:
recip
函数未优化时每次迭代有较多操作,优化后的recip⁺
函数通过提前加载变量节省约 40%的操作,但编译器无法自动进行该优化,因为无法确定指针是否别名。 - 编译器机制:包括类型和流分析,
register
、restrict
、volatile
等关键字及编译器命令行标志等,但都存在局限性。 - 来源模型要点:强调存储实例的粒度,定义存储实例的生命周期,明确地址空间的概念及性质,引入指针值的暴露和合成机制,处理相邻存储实例的歧义情况。
重要细节:
- 在
recip
函数中,不同的指针别名情况会导致不同的算法,编译器无法确定指针是否别名,所以无法进行优化。 - C 中类型和
restrict
等机制虽能提供帮助,但仍需程序员自行确保正确性,restrict
定义晦涩且使用较少。 - 来源模型中存储实例的定义及相关规则,如从分配到释放、从定义到离开块等阶段的生命周期,以及字节数组的概念等。
- 地址空间模型的性质,如对象指针对应抽象地址、不同存储实例地址关系等,以及存在的局限性。
- 指针值的暴露和合成机制的具体规范,如暴露的上下文和合成的条件等,以及处理相邻存储实例歧义的规则。
总结:本文介绍了 C 语言中指针相关的问题及解决方案,包括指针别名对优化的影响、编译器机制的局限性、提出的来源模型等,旨在帮助程序员更好地理解和使用 C 语言,提高代码的安全性和效率。
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用
。你还可以使用@
来通知其他用户。