问题描述
最近我偶然发现了 Rust 和 C 之间的比较，它们使用以下代码：
bool f(int* a,const int* b) {
*a = 2;
int ret = *b;
*a = 3;
return ret != 0;
}
在 Rust（相同的代码，但使用 Rust 语法）中，它生成以下汇编代码：
cmp dword ptr [rsi],0
mov dword ptr [rdi],3
setne al
ret
在使用 gcc 时，它会产生以下结果：
mov DWORD PTR [rdi],2
mov eax,DWORD PTR [rsi]
mov DWORD PTR [rdi],3
test eax,eax
setne al
ret
文本声称 C 函数无法优化第一行，因为 a 和 b 可能指向相同的数字。在 Rust 中这是不允许的，因此编译器可以将其优化掉。
现在我的问题：
该函数采用 const int*，即 a pointer to a const int。我读过 this question 并指出用指针修改 const int 会导致编译器警告和 UB 中最糟糕的转换。
如果我用两个指向同一个整数的指针调用这个函数，它会产生一个 UB 吗？
为什么 C 编译器不能优化第一行，假设两个指向同一个变量的指针是非法的/UB？
解决方法
为什么C编译器不能优化第一行，假设两个指向同一个变量的指针是非法的/UB？
因为您没有指示 C 编译器这样做 - 允许做出这种假设。
C 有一个类型限定符，它叫做 restrict，大致意思是：这个指针不与其他指针重叠（不是完全，而是一起玩）。
汇编输出
bool f(int* restrict a,const int* b) {
*a = 2;
int ret = *b;
*a = 3;
return ret != 0;
}
是
mov eax,DWORD PTR [rsi]
mov DWORD PTR [rdi],3
test eax,eax
setne al
ret
... 删除分配 *a = 2
来自https://en.wikipedia.org/wiki/Restrict
在 C 编程语言中，restrict 是一个可以在指针声明中使用的关键字。通过添加这个类型限定符，程序员向编译器提示，在指针的生命周期内，只有指针本身或直接派生自它的值（例如指针 + 1）将用于访问它指向的对象。
,函数 int f(int *a,const int *b); 承诺不会通过该指针改变 b 的内容...它没有承诺通过 a 访问变量指针。
如果 a 和 b 指向同一个对象，通过 a 更改它是合法的（当然，前提是基础对象是可修改的）。
示例：
int val = 0;
f(&val,&val);
虽然其他答案提到了 C 方面，但仍然值得一看 Rust 方面。使用 Rust，您的代码可能是这样的：
fn f(a:&mut i32,b:&i32)->bool{
*a = 2;
let ret = *b;
*a = 3;
return ret != 0;
}
该函数接受两个引用，一个可变的，一个不可变的。引用是保证对读取有效的指针，可变引用也保证是唯一的，因此它被优化为
cmp dword ptr [rsi],0
mov dword ptr [rdi],3
setne al
ret
然而，Rust 也有与 C 的指针等价的原始指针，并且不做这样的保证。以下函数接受原始指针：
unsafe fn g(a:*mut i32,b:*const i32)->bool{
*a = 2;
let ret = *b;
*a = 3;
return ret != 0;
}
错过了优化并编译为：
mov dword ptr [rdi],2
cmp dword ptr [rsi],3
setne al
ret
该函数接受一个 const int*，它是一个指向 const int 的指针。
不，const int* 不是指向 const int 的指针。任何说这话的人都被迷惑了。
-
int*是一个指向绝对不是 const 的 int 的指针。 -
const int*是一个指向未知常量的 int 的指针。 -
没有办法表达指向绝对是 const 的 int 的指针的概念。
如果 C 是一种设计更好的语言，那么 const int * 将是一个指向 const int 的指针，mutable int *（从 C++ 借用一个关键字）将是一个指向非常量 int 的指针，以及int * 将是一个指向未知常量的 int 的指针。删除限定符（即忘记指向类型的某些内容）将是安全的——与真正的 C 语言相反，其中添加 const 限定符是安全的。我没有使用过 Rust，但从另一个答案中的示例中可以看出它使用了类似的语法。
介绍 const 的 Bjarne Stroustrup 最初将其命名为 readonly，更接近其实际含义。 int readonly* 会更清楚地表明它是只读的指针，而不是指向的对象。重命名为 const 让几代程序员感到困惑。
当我有选择时，我总是写foo const*，而不是const foo*，作为readonly*的次佳选择。
应该注意的是，这个问题是在讨论 -Ofast 上的优化，以及它是如何做到的。
本质上，函数的 C 编译器不知道可能传递给它的完整离散地址集，因为直到链接时/运行时才知道该函数可以从多个翻译单元调用，因此它会考虑处理 a 和 b 可能指向的任何合法地址，当然也包括它们重叠的情况。
因此，您需要使用 restrict 来告诉它更新 a （该函数允许这样做，因为它不是指向常量的指针，但即使如此，该函数也可以抛弃 const）不更新 b 指向的值，该值需要包含在与 0 的比较中，因此在比较需要继续之前发生的存储到 a，而在 rust 中是默认值假设是限制。然而，该函数的编译器确实知道 *a 与 *(a+1-1) 相同，因此不会产生 2 个单独的存储，但它不知道 a 或 b 是否重叠.