"const"声明有助于编译器(GCC)生成更快的代码吗？

Question

const声明是否有助于编译器(GCC)生成更快的代码,或者它们仅对可读性和正确性有用吗？

Zed Shaw认为const在C/C++中无用或过度使用:

接下来是const的所有奇怪的魅力.由于一些奇怪的原因,C++喜欢让你在声明的每个部分都使用const,但是我得到与C相同的最终结果:调用一个函数.(......)

Answer 1

是.这是一个具体的例子.const可以通过const&而不是通过值传递参数(这可能需要昂贵的副本).重要的是要意识到传递的替代const&方法不是通过 - &因为后者不允许临时绑定.所以,例如,这段代码:

auto result = foo{1} + foo{2} + foo{3};

可以打电话foo operator +(foo const&, foo const&)但可能不打电话foo operator +(foo&, foo&).

这样,const有助于避免复制.

但一般来说,这const是一种确保正确性的工具,而不是帮助优化.

无论哪种方式,Zed Shaw都不知道他在说什么.顺便说一下,他的其余咆哮同样被误导了.

Answer 2

不，const不会帮助编译器编写更快的代码。Const是用于const正确性，而不是优化。

C ++标准说const不能修改项目，但也说const_cast应从const对象中删除修改器并使它可写（除非它位于实际的只读存储器中，在这种情况下行为是未定义的）。因此const，通常这并不意味着目标变量不会更改。

我只能想到这两个非常狭窄的场景，它们const产生的代码比没有它产生的代码快：

该变量是具有内部链接（static）的全局变量，并通过引用或指针传递给在不同转换单元（不同文件）中定义的函数。在这种情况下，如果未标记，编译器将无法取消对其的读取const；
该变量是具有外部链接（extern）的全局变量。const extern可以在定义它的文件内忽略对a的读取（但无其他地方）。

当const应用于全局变量时，允许编译器假定该值永远不会改变，因为它将把它放置在只读内存中，这意味着如果程序尝试对其进行修改，则表示未定义的行为，并且编译器作者喜欢依赖对不确定行为的威胁，以使代码更快。

请注意，这两种情况仅适用于全局变量，这可能只占程序中很小一部分的变量。然而，就其优点而言，它const意味着static在C ++中是全局级别的（在C中不是这种情况）。

上面有人说，使用const可以使代码更快，因为可以使用const引用。我在这里争论说，使代码更快的原因是引用的使用，而不是的使用const。

就是说，我仍然相信这const是一把非常锋利的刀，您无法用它割伤自己，我建议您在适当的时候使用它，但出于性能方面的考虑，不要使用它。

Answer 3

一般来说，const由于多种原因，方法、引用和指针的修饰符不能用于优化代码。第一个是const，在这些情况下，修饰符不能保证底层数据不会改变，它只是让修改它变得更加困难。这是一个经典的例子

void M(const C& p1, C& p2) { 
  cout << p1.field << endl;
  p2.Mutate();
  cout << p1.field<< endl;
}

在这种情况下，很可能p1.field在此代码中进行了修改。最明显的情况是p1和p2引用相同的值。

C local;
M(local, local);

因此编译器在这里无法进行真正的优化。该const参数与非常量参数同样危险。

它无法真正优化的另一个原因是任何人都可以在 C++ 中使用const_cast.

class C { 
public:
  int field;

  int GetField() const { 
    C* pEvil = const_cast<C*>(this);
    pEvil->field++;
    return field;
  }
};

因此，即使您正在处理单个const引用，这些值仍然可以在幕后自由更改。