考虑以下函数:
void func(bool& flag)
{
if(!flag) flag=true;
}
在我看来,如果标志有一个有效的布尔值,这相当于无条件地将其设置为true
,如下所示:
void func(bool& flag)
{
flag=true;
}
然而,gcc和clang都没有以这种方式优化它-都在-O3
优化级别生成以下内容:
_Z4funcRb:
.LFB0:
.cfi_startproc
cmp BYTE PTR [rdi], 0
jne .L1
mov BYTE PTR [rdi], 1
.L1:
rep ret
我的问题是:仅仅是代码太特殊而不关心优化,或者有什么好的理由说明这种优化是不需要的,因为标志
不是对易失性
的引用?似乎唯一的原因是标志
可能以某种方式具有非true
-or-false
值,而在读取它时没有未定义的行为,但我不确定这是否可能。
由于高速缓存一致性的考虑,这可能会对程序的性能产生负面影响。每次调用func()
时写入标志
都会污染包含的缓存行。无论写入的值与写入前在目标地址找到的位完全匹配,都会发生这种情况。
编辑
HVD提供了另一个阻止这种优化的好理由。这是反对提议的优化的更有说服力的论点,因为它可能导致未定义的行为,而我(最初)的回答只涉及性能方面。
经过更多的思考,我可以再举一个例子,为什么编译器应该被严格禁止——除非他们能证明转换对特定上下文是安全的——引入无条件写入。考虑这段代码:
const bool foo = true;
int main()
{
func(const_cast<bool&>(foo));
}
在func()
中进行无条件写入肯定会触发未定义的行为(写入只读内存将终止程序,即使写入的效果是无操作)。
除了里昂对表演的回答:
假设标志
是true
。假设两个线程不断调用func(标志)
。在这种情况下,编写的函数不存储标志
的任何内容,所以这应该是线程安全的。两个线程确实访问了同一个内存,但只是为了读取它。无条件地将标志
设置为true
意味着两个不同的线程将写入同一个内存。这是不安全的,即使正在写入的数据与已经存在的数据相同,这也是不安全的。
我不确定C在这里的行为,但在C中,内存可能会发生变化,因为如果内存包含1以外的非零值,它将通过检查保持不变,但通过检查更改为1。
但是由于我的C语言不是很流利,我不知道这种情况是否可能。