const 右值引用是否允许对编译器进行额外优化？

Question

constC++中函数参数的修饰符表示该函数不能改变参数值，但不保证在函数执行过程中不能被其他人改变。因此，编译器无法根据数据不变性进行任何优化。

据我了解，右值引用意味着给定的对象是临时的，因此其他人都无法访问其 data。在这种情况下，编译器可以进行积极的优化吗？

它将允许通过某种方式获得更快的代码

template<class T>
class Immutable 
{ 
private: 
    const T val; 
public: 
    operator const T && () { return std::move(val); } 
};

（只是示例代码），或者const&&当我们确定它们在函数调用期间无法更改时传递值。是否有可能，或者有一些未提及的问题？

Answer 1

tl'dr：它不启用任何优化，因为它不以任何方式保证对象不被修改。它只会增加混乱。不要使用它！

首先我们需要弄清楚“被别人改变”是什么意思。

• 通过另一个线程。在这种情况下，您的问题不适用。您需要使用一种mutex或其他机制来保护您的数据。否则编译器可以假设没有其他线程修改数据。

• 同一线程，在函数未调用（直接或间接）的代码中。不可能。

• 同一线程，在函数调用（直接或间接）的代码中。

我们显然会处理最后一个：

让我们看一个简单的代码，看看程序集（-O3）

auto foo(int& a)
{
  a = 24;

  return a;
}

foo(int&):                               # @foo(int&)
        mov     dword ptr [rdi], 24
        mov     eax, 24
        ret

正如你所看到的mov eax, 24。返回值设置为24。这意味着编译器可以假设没有其他代码可以修改所引用的对象a（即使a是非常量引用）。

让我们在返回之前添加一个函数调用代码：

auto bar() -> void;

auto foo(int& a)
{
  a = 24;
  bar();
  return a;
}

foo(int&):                               # @foo(int&)
        push    rbx
        mov     rbx, rdi
        mov     dword ptr [rbx], 24
        call    bar()
        mov     eax, dword ptr [rbx]
        pop     rbx
        ret

编译器无权访问 的主体，bar因此它必须考虑bar可能会修改a.

现在const&根据您的问题添加到等式中不会改变等式。该对象只能通过在当前函数中调用的代码进行修改。

拥有const&&不会以任何方式改变这一点。引用的对象a仍然可以修改。

据我了解，右值引用意味着给定的对象是临时的，所以其他人都无法访问其数据

不对。右值引用可以绑定到prvalues(temporaries) 或xvalues. 您自己的示例显示了这一点：

operator const T && () { return std::move(val); } 

在这里你绑定到val哪个不是临时的（如果封闭对象不是）。

乔纳森·韦克利 (Jonathan Wakely) 在评论中指出：

您的示例证明 const T&& 不必绑定到临时对象，并且可能有多个右值引用绑定到同一事物：

Immutable<int> i{};
const int&& r1 = i;
const int&& r2 = i;

所以这与const&情况没有什么不同

这是我的看法：

int g = 24;

auto bar() -> void { g = 11; };

auto foo(const int&& a)
{
  bar();
  return a;
}

auto test()
{
  return foo(std::move(g));
}

test():                               # @test()
        mov     dword ptr [rip + g], 11
        mov     eax, 11
        ret

上面的代码是有效的¹⁾说明const int&&参数a所引用的对象在调用foo.

_{¹⁾虽然我不是 100% 确定，但我相当确定}