La correttezza const può migliorare le prestazioni?

Ho letto numerose volte che l'applicazione della correttezza const nel codice C o C ++ non è solo una buona pratica per quanto riguarda la manutenibilità, ma può anche consentire al compilatore di eseguire ottimizzazioni. Tuttavia, ho letto anche l'esatto contrario: che non influisce affatto sulle prestazioni.

Pertanto, hai esempi in cui la correttezza const può aiutare il tuo compilatore a migliorare le prestazioni del tuo programma?

constla correttezza non può migliorare le prestazioni perché const_caste mutablesono nella lingua e consentono al codice di infrangere le regole in modo conforme. Questo peggiora ulteriormente in C ++ 11, dove i tuoi constdati possono essere ad esempio un puntatore a std::atomic, il che significa che il compilatore deve rispettare le modifiche apportate da altri thread.

Detto questo, è banale per il compilatore guardare il codice che genera e determinare se effettivamente scrive su una data variabile e applicare le ottimizzazioni di conseguenza.

Detto questo, la constcorrettezza è una buona cosa rispetto alla manutenibilità. Altrimenti, i client della tua classe potrebbero rompere i membri interni di quella classe. Ad esempio, considera lo standard std::string::c_str(): se non potesse restituire un valore const, saresti in grado di rovinare il buffer interno della stringa!

Non utilizzare constper motivi di prestazioni. Usalo per ragioni di manutenibilità.

Sì, può.

La maggior parte dei messaggi constè puramente a beneficio del programmatore e non aiuta il compilatore a ottimizzare perché è legale eliminarli e quindi non dicono al compilatore nulla di utile per l'ottimizzazione. Tuttavia, alcuni messaggi di posta constelettronica non possono essere eliminati (legalmente) e questi forniscono al compilatore informazioni utili per l'ottimizzazione.

Ad esempio, l'accesso a una variabile globale definita con un consttipo può essere inline mentre uno senza un consttipo non può essere inline perché potrebbe cambiare in fase di esecuzione.

https://godbolt.org/g/UEX4NB

C ++:

int foo1 = 1;
const int foo2 = 2;

int get_foo1() {
    return foo1;
}

int get_foo2() {
    return foo2;
}

asm:

foo1:
        .long   1
foo2:
        .long   2
get_foo1():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, DWORD PTR foo1[rip] ; foo1 must be accessed by address
        pop     rbp
        ret
get_foo2():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, 2 ; foo2 has been replaced with an immediate 2
        pop     rbp
        ret

In termini pratici, tieni presente che sebbene constpossa migliorare le prestazioni, nella maggior parte dei casi non lo farà o lo farà, ma il cambiamento non sarà evidente. L'utilità principale di constnon è l'ottimizzazione.

Steve Jessop fornisce un altro esempio nel suo commento alla domanda originale che fa emergere qualcosa che vale la pena menzionare. In un ambito di blocco, è possibile per un compilatore dedurre se una variabile verrà mutata e ottimizzata di conseguenza, indipendentemente dal constfatto che il compilatore può vedere tutti gli usi della variabile. Al contrario, nell'esempio sopra, è impossibile prevedere se foo1verrà mutato poiché potrebbe essere modificato in altre unità di traduzione. Suppongo che un ipotetico ultra-compilatore senziente potrebbe analizzare un intero programma e determinare se è valido per l'accesso in linea a foo1... ma i veri compilatori non possono.

nella mia esperienza, no

Per le variabili scalari, il compilatore è in grado di determinare ogni volta che il valore viene modificato ed eseguire esso stesso l'ottimizzazione necessaria.

Per i puntatori ad array, la correttezza const non garantisce che i valori siano realmente costanti in presenza di potenziali problemi di aliasing. Quindi il compilatore non può utilizzare il modificatore const da solo per eseguire le ottimizzazioni

se stai cercando l'ottimizzazione, dovresti considerare __restrict__o speciali modificatori / attributi di funzioni: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Function-Attributes.html

Un po 'vecchio, ma vale ancora: http://www.gotw.ca/gotw/081.htm E altro ancora: http://cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by -valore/