C++ 编译器是否删除仅用于使代码更清晰的 const 变量

Question

假设你有一个函数

void func(int a, int b, int c, int d);

现在，当你调用这个函数时，因为它有很多参数，而不是像这样调用它：

func(1, 2, 3, 4);

你可以这样称呼它：

const int a = 1;
const int b = 2;
const int c = 3;
const int d = 4;

func(a, b, c, d);

更好地理解每个值是什么。

所以问题是：C++ 编译器只是用第一种方式替换第二种方式，还是实际上为堆栈中的填充变量分配空间，浪费内存和时间？

Answer 1

编译器可以优化 - 并且会尝试使用正确的标志尽可能地优化你的代码。这包括消除你的const ints。这就是原因及其工作原理：

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假设规则

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[...]相反，需要一致的实现来模拟（仅）抽象机的可观察行为，如下所述。⁶ \n[...]

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⁶⁾此规定有时称为 \xe2\x80\x9cas-if\xe2\x80\x9d 规则，因为只要结果就像已遵守该要求，实现就可以自由地忽略本文档的任何要求，从程序的可观察行为可以确定。[...]

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-介绍.摘要\xc2\xa71

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或者简单地说：如果你的代码的行为没有改变，编译器可以用它做任何它想做的事情以使其更快。

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另请参阅：“假设”规则到底是什么？

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针对您的示例的编译器优化

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const int a = 1;\nconst int b = 2;\nconst int c = 3;\nconst int d = 4;\n\nfunc(a, b, c, d);\n

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四个变量中的每一个都声明一个对象，并且对象占用内存。\n直觉告诉我们，堆栈需要4 * sizeof(int)更大的字节才能存储所有对象。

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然而，我们没有使用任何这些对象的地址，我们只是用它们调用一个函数，所以下面的代码：

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void func(int a, int b, int c, int d);\n\nvoid foo() {\n    const int a = 1;\n    const int b = 2;\n    const int c = 3;\n    const int d = 4;\n\n    func(a, b, c, d);\n}\n

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编译为：（请参阅使用 GCC 13 的 CE 示例-O2）

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foo():\n        mov     ecx, 4\n        mov     edx, 3\n        mov     esi, 2\n        mov     edi, 1\n        jmp     func(int, int, int, int)\n

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注意：如果优化较少或没有优化（例如-O0），您将得到截然不同的程序集，所有四个ints 都驻留在堆栈上。

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我们得到的程序集与我们编写的程序相同：

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foo():\n        mov     ecx, 4\n        mov     edx, 3\n        mov     esi, 2\n        mov     edi, 1\n        jmp     func(int, int, int, int)\n

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所以就好像我们从未声明过这些对象并且从未占用内存，而只是使用没有地址的临时对象1, 2, 3。4\n这种优化是允许的，因为可观察到的行为仍然是相同的：我们仍然使用相同的参数进行调用func（由于我们的调用约定，通过寄存器传递）。

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一般来说，我建议使用Compiler Explorer来查看编译器生成的程序集类型。\n它可以帮助您了解许多优化（或错过的优化）。

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