const 在 C/C 中提供了什么样的优化？

Question

我知道，出于可读性原因，您应该在通过引用或指针传递参数时尽可能使用 const 关键字。如果我指定参数是常量，编译器是否可以进行任何优化？

可能有几种情况：

功能参数：

常量参考：

 void foo(const SomeClass& obj)

常量 SomeClass 对象：

 void foo(const SomeClass* pObj)

以及指向 SomeClass 的常量指针：

 void foo(SomeClass* const pObj)

变量声明：

 const int i = 1234

函数声明：

 const char* foo()

每个都提供什么样的编译器优化（如果有）？

原文由 UnTraDe 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

资源

情况1：

当您在程序中声明 const 时，

 int const x = 2;

编译器可以通过不为这个变量提供存储来优化这个 const ；相反，它可以添加到符号表中。因此，后续读取只需要间接进入符号表，而不是从内存中获取值的指令。

注意：如果您执行以下操作：

 const int x = 1;
const int* y = &x;

那么这将强制编译器为 x 分配空间。因此，对于这种情况，这种优化程度是不可能的。

函数参数方面 const 表示函数中没有修改参数。据我所知，使用 const 并没有显着的性能提升；相反，它是确保正确性的一种手段。

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案例二：

“将参数和/或返回值声明为 const 是否有助于编译器生成更优化的代码？”

 const Y& f( const X& x )
{
    // ... do something with x and find a Y object ...
    return someY;
}

编译器可以做得更好吗？它可以避免参数或返回值的副本吗？

不，因为参数已经通过引用传递。

它可以将 x 或 someY 的副本放入只读存储器吗？

不，因为 x 和 someY 都在其范围之外并且来自和/或被给予外部世界。即使 someY 在 f() 本身内动态分配，它和它的所有权都交给调用者。

出现在 f() 主体中的代码可能会进行哪些优化？由于 const，编译器能否以某种方式改进它为 f() 的主体生成的代码？

即使调用 const 成员函数，编译器也不能假定对象 x 或对象 someY 的位不会改变。此外，还有其他问题（除非编译器执行全局优化）：编译器也可能不确定没有其他代码可能具有非常量引用，该引用将同一对象别名为 x 和/或 someY ，以及在 f(); 执行期间是否可能偶然使用对同一对象的任何此类非常量引用，并且编译器甚至可能不知道真实对象是否 x 和 someY 只是引用，实际上首先声明为 const 。

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案例3：

 void f( const Z z )
{
    // ...
}

这里面会不会有优化？

是的，因为编译器知道 z 确实是一个 const 对象，即使没有全局分析，它也可以执行一些有用的优化。例如，如果 f() 的主体包含类似 g( &z ) 的调用，编译器可以确定 --- z --- 的非可变部分在致电 g() 。

原文由 ravi 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 2

SomeClass* const pObj 创建一个指针类型的常量对象。不存在更改此类对象的安全方法，因此编译器可以例如将其缓存到仅读取一次内存的寄存器中，即使其地址已被占用。

其他的没有特别启用任何优化，尽管 const 类型上的限定符会影响重载分辨率，并可能导致选择不同且更快的函数。

原文由 Ben Voigt 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议