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c++ - c++：有没有办法确保编译器调用两次相同的 const 方法得到相同的结果？

问题描述

我对以下两个简单的片段感到困惑：

#include <vector>

struct A{
    int foo(int i) const {return v[i];}

    std::vector<int> v;
};

int f(const A &a, int i) {
    int j;
    j=a.foo(i);
    j=a.foo(i);
    return j;
}

它给出了汇编代码：

movsxd  rax, esi
mov     rcx, qword ptr [rdi]
mov     eax, dword ptr [rcx + 4*rax]
ret

和

#include <vector>

struct A{
    int foo(int i) const;

    std::vector<int> v;
};

int f(const A &a, int i) {
    int j;
    j=a.foo(i);
    j=a.foo(i);
    return j;
}

这使：

push    rbp
push    rbx
push    rax
mov     ebp, esi
mov     rbx, rdi
call    _ZNK1A3fooEi
mov     rdi, rbx
mov     esi, ebp
add     rsp, 8
pop     rbx
pop     rbp
jmp     _ZNK1A3fooEi            # TAILCALL

在第一种情况下，编译器“看到”函数的内部，foo并知道他不必调用它两次。在第二种情况下，它只有它的声明，它似乎不能假设它只能调用一次函数，而函数是 const ......为什么会这样？这是i函数内部和函数之间的别名问题foo吗？如果这是一个别名问题，我如何确保编译器不担心这个问题？

标签： c++assemblyoptimizationinlinepure-function

解决方案

成员函数是const-qualified 的事实并不意味着该函数没有任何副作用。在没有看到函数定义的情况下，编译器无法确定该函数不会将某些内容输出到文件中，也不会通过网络发送某些内容等。因此，通常，仅调用一次相同的成员函数可能不会产生等效的结果调用它两次（尽管函数被const-qualified）。

编辑：回答最初的问题：目前，没有标准方法可以将函数标记为没有副作用。一些编译器可能支持自定义属性，例如[[gnu::pure]]and [[gnu::const]]，但这不是标准的。

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