有/没有throw/noexcept函数的情况下，C++编译器的潜在优化

Question

有/没有throw/noexcept函数的情况下，C++编译器的潜在优化

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假设有以下类：

class Example
{
public:
...
    Example& operator=(const Example& rhs);
...
private:
    other_type *m_content;
    size_t m_content_size;
}

Example& Example::operator=(const Example& rhs)
{
    if (this != &rhs)
    {
        delete m_content;
        m_content = nullptr;
        m_content = getCopiedContent(rhs);
    }

    return *this;
}

我知道这不是实现operator=的最佳方法，但这是有意为之的，因为我的问题与以下两行代码有关：

    m_content = nullptr;
    m_content = getCopiedContent(rhs);

编译器可能会优化掉m_content = nullptr;，即使getCopiedContent没有被定义为throw()或noexcept：

other_type* getCopiedContent(const Example& obj);

一方面，编译器可能会假设在m_content = nullptr;之后，如果我用getCopiedContent的返回值覆盖了m_content的值，它可能会优化掉整个m_content = nullptr;表达式。另一方面，如果编译器将其优化掉并且getCopiedContent抛出异常，m_content将包含一个无效值。

C++标准文件是否对这种情况做出了规定？

- Alex Lop.

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长话短说：您可以假设您的代码在没有任何优化的情况下运行。唯一的例外是RVO和UB。 - Baum mit Augen

2个回答

0

我相信这被称为死代码消除。

我不知道编译器优化是否包含在标准中，除了as-if规则。

这是Clang的死代码消除代码。 http://www.llvm.org/docs/doxygen/html/DeadStoreElimination_8cpp_source.html 这只会做块本地的。

也许有一些工具可以内联函数并进行分析，以块本地方式查看是否可以消除nullptr存储。显然，在函数中抛出异常会使分析保留nullptr存储。

显然，您描述的情况违反了as-if规则，因此不符合标准。

- Mochan

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可以查看英文原文，
原文链接

- Richard Hodges · Accepted Answer

可以让编译器优化掉 m_content = nullptr; 即使 getCopiedContent 未定义为 throw() 或 noexcept:

是的。这是一项无副作用的冗余操作。任何自重的编译器都会优化掉这个冗余的存储操作。实际上，你需要非常努力地保留这个冗余的存储操作，例如：

1.将它设置为 std::atomic（如果是原子类型，写操作必须传输到其他线程） 2.将其设置为 volatile 3.使用某种内存屏障（例如锁定 std::mutex）来包围写操作，这与 (1) 相同的原因。

另一方面，如果编译器优化掉了这个操作，而 getCopiedContent 抛出异常，那么 m_content 将包含一个无效值。

好观察。编译器允许在异常处理程序中执行 nullptr 的写入。即编译器可以重新排序指令以节省操作，前提是总体结果是“as-if”。

C++标准是否有关于这种情况的规定？

是的。它有“as-if”规则。在考虑一个线程时，可见的结果必须是“as-if”，每个语句都按顺序执行，没有针对非流水线、非缓存、非常简单的内存模型的优化。请注意，过去20年中生产的计算机实际上并不是这么简单的，但程序的结果必须像是这样的。

有一个例外-复制省略。在某些情况下，在省略冗余副本的副作用不需要被保留。例如，在省略临时参数的副本和 RVO 期间。