使用const double作为中间结果

Question

我正在编写一个模拟程序，想知道在存储中间结果时使用const double是否有用。考虑以下代码片段：

double DoSomeCalculation(const AcModel &model) {
   (...)
   const double V = model.GetVelocity();
   const double m = model.GetMass();
   const double cos_gamma = cos(model.GetFlightPathAngleRad());
   (...)
   return m*V*cos_gamma*Chi_dot;
}

请注意，示例仅用于说明--从工程角度来看可能没有太多意义。将cos_gamma等存储在变量中的动机是因为这个余弦在(...)覆盖的其他表达式中使用了很多次，我觉得使用时代码更加易读。

cos_gamma 

而不是

cos(model.GetFlightPathAngleRad())

在各种表达式中使用cosine。现在实际的问题是：由于我期望余弦在整个代码段中都是相同的，而且我仅将其创建为占位符和便利性，我倾向于声明它为const。关于这是否是好还是坏的惯例，或者这最终会不会影响我，是否有一个已经确立的意见？编译器会利用这些额外的信息吗？还是我实际上阻碍了编译器执行有用的优化？

- Arne

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感谢所有的评论。我认为这个问题已经得到了回答。 - Arne

Answer 1

关于优化部分我不确定，但我认为将其声明为const是很好的选择。这是因为如果代码很大，那么如果有人在您中间错误地执行了cos_gamma = 1，您将得到编译器错误而不是运行时意外。

- Naveen

Answer 2

你可以通过仅计算一次余弦并在所有地方使用它来帮助事情。将该结果设置为const是确保您（或其他人）不会尝试在将来更改它的好方法。

这里的一个好原则是首先使其正确和可读。不要担心编译器可能会进行的任何优化。只有在分析并发现代码确实太慢之后，你才应该担心帮助编译器优化事物。

- Michael Kristofik

Answer 3

给定你的代码：

const double V = model.GetVelocity();
const double m = model.GetMass();
const double cos_gamma = cos(model.GetFlightPathAngleRad());

我可能会保留cos_gamma不变。我会考虑将V 和 m 改为引用:

const double &V = model.GetVelocity();
const double &m = model.GetMass();

这样做可以明确表明这些只是占位符。然而，这可能会引起生命周期问题--如果你使用一个引用，你必须确保它所引用的内容具有足够的生命周期。从目前的情况看，这可能不是一个问题。首先，GetVelocity()和GetMass()可能返回值，而不是引用（在这种情况下，您正在使用临时变量初始化引用，并且临时变量的生命周期延长到初始化它的引用的生命周期）。其次，即使你返回实际的引用，它显然是model的成员，而model（猜测）将在整个计算过程中存在。

- Jerry Coffin

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谢谢提示。getter方法确实返回模型内部成员的const引用。生命周期不应该是一个问题，因为代码在模拟循环中执行，而模拟循环又确保了模型在作用域内。 - Arne

Answer 4

我希望更多的代码像这样编写！

任何可以使您的代码更易读的操作都是好事。只有在需要优化时才进行优化。

我对C++最大的不满之一是默认情况下值不是const。请广泛使用const，保持代码的健康运行！

- johnsyweb

Answer 5

编译器是否利用这一点是一个有趣的问题 - 一旦你处于优化完全工作的程序的阶段。在那之前，你主要为后来的人编写程序，并且必须查看代码。编译器会愉快地吞下（客观上）非常难以阅读的代码，缺少空格、换行符和令人发笑的缩进。人类不会。
最重要的问题是，代码有多易读，以及更改它有多容易出错。在这里，const非常有帮助，因为它使编译器对任何错误更改任何不应更改的内容都会报错。我总是将所有东西都设为const，除非我真的很想让它可变。

- sbi