C ++程序是否曾经访问过非标量对象？

编程问答 2022-06-11

问题描述

在此讨论中，我假定标量对象是整数，浮点数，字符，布尔值和指针之类的东西。非标量对象是由标量类型和递归聚合组成的聚合（结构）。

基于这种假设，C ++程序是否曾经从标量组件中访问聚合？

例如：

struct s { int a; float b; };
void assign1(s& out,s const& in) { out = in; }
void assign2(s& out,s const& in) { out.a = in.a; out.b = in.b; }

实际上，assign1和assign2等效，并且都访问int s::a和float s::b。但是它们中的任何一个也是否在任何意义上都访问了整个聚合？

仅实际访问标量对象的解释会产生有趣的结果。

例如，根据我的另一个问题here的解决方案，形成对对象的引用并不构成访问。在这种分辨率下，我可以编写如下函数：

void assign3(s& out,s const& in) {
    int& a_out = out.a;  // no access
    int const& a_in = in.a;  // no access
    a_out = a_in;  // access some ints
}

除第三行外，没有“访问”发生，该行访问某些int。 out和in是否实际上引用了s类型的对象是无关紧要的。实际上，只有a_out和a_in必须引用整数。

鉴于此，而且对象的地址就是其第一个非静态数据成员的地址，我有写权限。

int out,const in = 42;
assign3(reinterpret_cast<s&>(out),reinterpret_cast<s const&>(in));

如果所有这些假设都成立，那么C和C ++在大多数情况下只是可移植的汇编语言，而别名规则只是帮助编译器正确地从x87浮点协处理器中读取寄存器。

当然，这些假设不成立。我错了。但是为什么我错了吗？为什么标准文档对有效类型或动态类型具有所有这些规则？

给定struct a { int a; }; struct b { int b; };，使a::a通过b::b进入{{1}}具有不确定性，除了在某些涉及工会的有限情况下有什么好处？

解决方法

对编译器重要的事情之一是从内存中重新加载寄存器。这需要时间，最好避免。因此，如果您知道在地址p处有一个Foo的{​​{1}}结构，那么您就有一个寄存器中的第一个浮点数，然后又写入了地址{{ 1}}，您是否需要重新加载第一个浮点数？如果您无法证明float[2]，则可能有必要。但是，如果您知道地址q上的浮点数是p!=q的一部分，因此后面跟着q，则可以证明Bar。因此，写入int不会强制从p!=q重新加载。

请注意，q和p之后的数据不在此处读写。只是事实是这些类型不同，这使编译器可以优化p的冗余读取。

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