C++别名规则

只是想知道是否有人会为我确认一些别名规则。C++别名规则

我知道，混叠（即加载存储问题）可能导致以下类型的代码是次优的，因为我们不能假设x, y, z不重叠：

// case 1: 
void plus(size_t n, double *x, double *y, double *z) 
{ 
    for (size_t i = 0; i != n; ++i) 
     z[i] = x[i] + y[i]; 
}

我知道这有一个C关键字__restrict这暗示到，它不应该考虑重叠的情况下，编译，因此潜在生成更好的代码：

// case 2: 
void plus(size_t n, double *__restrict x, double *__restrict y, double *__restrict z) 
{ // as above... }

但是别名如何处理C++风格的代码，我们将在那里处理通过引用传递的容器对象，而不是上面类似于C的示例中的原始指针？

举例来说，我猜想会有走样的问题，如果我们做了以下内容：

// case 3: 
void plus(std::vector<double> &x, std::vector<double> &y, std::vector<double> &z) 
{ // similar to above... }

并移动到一个不太简单的例子，这有什么区别，如果基础数据类型容器是不同的？在执行层面最集装箱动态管理与指针存储，所以它不是很清楚，我的编译器如何能确保以下不别名：

// case 4: 
void foo(std::vector<mytype1> &x, std::vector<mytype2> &y) 
{ // interwoven operations on x, y... }

我并不想对微型优化，但我想知道现在是否更好地将限制指针传递到容器周围，而不是引用。

编辑：清除一些术语，如指出：restrict是C99关键字。在各种编译器中也有__restrict和__restrict__，但它们都做同样的事情。

来源

2011-06-12 Darren Engwirda

对于容器的例子，除非'＆x ==＆y'我不相信它们有任何可以重叠的方式，假设符合标准的矢量实现。 – Sven 2011-06-12 07:52:05

@Sven：不同的std :: vector不重叠，但是通常你可以通过引用传递任何对象类型，可能是重叠的。所以我希望编译器需要确保正确性，并保守假设有别名。这就是为什么__restrict进来... – 2011-06-12 07:59:13

@Darran：实际上编译器会做矢量优化或什么时候传递一个对象重载operator []，而不是一个实际的数组或指针？不知何故，我怀疑它。 – Sven 2011-06-12 08:09:03

根据strict-aliasing rule，您不允许使用指向不同类型的指针（除char*和朋友之外）指定相同的内存，因此情况4只适用于其中一种类型为char*的情况。

虽然标准没有要求这样做，并且实现可以随意提供其他内容，但情况3与情况1并不完全不同，因为引用是作为所有编译器上的指针实现的。

来源

2011-06-12 07:53:25 Xeo

我同意案例1和3与别名基本相同，但如果您按照案例3使用引用，则不能使用__restrict，这就是为什么我认为通过限制指针传递容器可能会比引用更好... – 2011-06-12 08:04:34

@达伦：C++标准甚至没有提及'__restrict'关键字，它是一个MSVC扩展。也许你应该在这个问题上加上这一点。 – Xeo 2011-06-12 08:24:43

感谢您提供严格的别名信息，这对我来说是新的。情况4可能是实际代码中最常出现的情况，所以别名问题可能不会像我认为的那样频繁发生。和__restrict或restrict，_restrict_等（正如我指出的）是一个C（99）关键字，但GCC和MSVC至少支持C++ – 2011-06-12 08:27:30

这对C++来说并不具体。考虑这个C99位：

struct vector { 
    double* data; 
    size_t n; 
}; 

void 
plus(struct vector* restrict x, struct vector* restrict y, struct vector* restrict z) 
{ 
    // same deal as ever 
}

这里，restrict购买我们很少：x->data，y->data和z->data都是double*，并允许别名。这与使用限制时的情况1，，甚至完全相同。

如果有一个在C restrict关键字++（或使用分机时），最好的办法可能会做plus(vecA.size(), &vecA[0], &vecB[0], &vecB[0])，使用相同的plus作为案例2.而事实上，它可能现在这样做的权利，使用没有restrict的C89风格界面，但使用了封面下的关键字。

来源

2011-06-12 09:17:29

你能定义类似struct vector {double * restrict data; //等等};在这种情况下，为了防止混叠？ – 2011-06-12 09:30:57

@Darren你可以和它在这种情况下工作，但我认为给定'void f（struct vector * x，struct vector * y）'然后'f（p，p）'是有问题的：'x-> data'将会是'double * restrict'，但会替换'y-> data'（IIUC）。 “限制”似乎更像是一种保存特殊情况的有力工具，而不是万能药。 – 2011-06-12 09:35:28

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