C/C++中的restrict关键字

2023-12-22 00:48
文章标签 c++ 关键字 restrict

本文主要是介绍C/C++中的restrict关键字,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

restrict用于限定和约束指针,表示这个指针只访问这块内存的唯一方式,也就是告诉编译器,这块内存中的内容的操作都只会通过这个指针,而不会通过其他变量或者指针。这个指针有两个作用,一个是告诉编译器,编译器一旦获得了这个信息,那么就可以放心大胆地对这个进行优化。另一个作用是告诉程序员,这段内存只能通过这个指针访问。

作用一: 告诉编译器,编译器可以根据这个大胆做优化

int * restrict ptr = (int *) malloc(sizeof(int));

告诉编译器,申请的这块内存,只会通过ptr这个指针来访问。那么如果有如下函数:

void test()
{int a = 0;int *tmp = &a;int * restrict ptr = (int*) malloc(10);*ptr = 0;*ptr += 2;*tmp += 1;*ptr += 3;*tmp += 2;a += 3;
}

对于ptr指针,编译器会优化成*ptr += (2+3);一条语句。但是tmp这个指针就不能优化成*tmp += 3,因为可能这个地址会通过a来修改。

需要注意的是,这个只是约定而已,如果你加了这个restrict限定,那么需要有程序员保证这一规则的成立,也就是说,即使你用一个新的指针指向ptr,然后通过这个指针修改内容,编译器也不会报错。但是可能就没有优化效果了。(未看汇编证实,后续证实)

作用二:告诉程序员,这段内存需要满足restrict规则

C库中有两个函数可以从一个位置把字节复制到另一个位置。在C99标准下,它们的原型如下:

void * memcpy(void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);

void * memmove(void * s1, const void * s2, size_t n);

这两个函数均从s2指向的位置复制n字节数据到s1指向的位置,且均返回s1的值。两者之间的差别由关键字restrict造成,即memcpy函数内部可以假定两个内存区域没有重叠,但是需要使用者来保证,如果没有按照规则,则内部的实现如果没有考虑重叠的情况,就可能出问题。memmove()函数则不做这个假定,因此,复制过程类似于首先将所有字节复制到一个临时缓冲区,然后再复制到最终目的地。同样,编译器并不会对这个做检测,你告诉编译器什么,编译器就相信什么了。

对于这个问题,我们举个简单例子:

void test()
{char *ptr = (char*)malloc(10);char *tmp = ptr + 3;memset(ptr, '\0', 10);snprintf(ptr, 10, "%s", "HelloWorld");memcpy(tmp, ptr, 5);
}

如上面的代码,tmp初始指向字符‘l’,按照本意,我们是想把从ptr开始的5个字符“Hello”复制到从tmp开始的地址上。那么如果memcpy没有考虑地址重叠的话,它会从ptr开始把字符一个一个拷贝到tmp地址上。那么你就会发现,当把第一个字符“H”拷贝到tmp指向'l'的位置的时候,被拷贝的5个字符已经变成“HelHo"了,也就是改dst的同时,也改到了src了。那这样起来肯定会违背我们的本意,但是这个不是memcpy的锅,人家已经通过restrict告诉你s2这块地址只有限定在只能通过s2指针来访问才能保证没问题,是你自己没按照函数规则来。

这也告诉我们,在设计memcpy的时候,需要考虑这种情况。解决办法如下,当修改dst也有可能改到src的情况下,可以把src和dst均加上要拷贝的size,然后从尾巴开始逐一字符拷贝,这样就不会有重叠了。

参考:https://baike.baidu.com/item/restrict/7384270?fr=aladdin

这篇关于C/C++中的restrict关键字的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/522086

相关文章

Windows下C++使用SQLitede的操作过程

《Windows下C++使用SQLitede的操作过程》本文介绍了Windows下C++使用SQLite的安装配置、CppSQLite库封装优势、核心功能(如数据库连接、事务管理)、跨平台支持及性能优... 目录Windows下C++使用SQLite1、安装2、代码示例CppSQLite:C++轻松操作SQ

C++中RAII资源获取即初始化

《C++中RAII资源获取即初始化》RAII通过构造/析构自动管理资源生命周期,确保安全释放,本文就来介绍一下C++中的RAII技术及其应用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录一、核心原理与机制二、标准库中的RAII实现三、自定义RAII类设计原则四、常见应用场景1. 内存管理2. 文件操

C++中零拷贝的多种实现方式

《C++中零拷贝的多种实现方式》本文主要介绍了C++中零拷贝的实现示例,旨在在减少数据在内存中的不必要复制,从而提高程序性能、降低内存使用并减少CPU消耗,零拷贝技术通过多种方式实现,下面就来了解一下... 目录一、C++中零拷贝技术的核心概念二、std::string_view 简介三、std::stri

C++高效内存池实现减少动态分配开销的解决方案

《C++高效内存池实现减少动态分配开销的解决方案》C++动态内存分配存在系统调用开销、碎片化和锁竞争等性能问题,内存池通过预分配、分块管理和缓存复用解决这些问题,下面就来了解一下... 目录一、C++内存分配的性能挑战二、内存池技术的核心原理三、主流内存池实现:TCMalloc与Jemalloc1. TCM

C++ 函数 strftime 和时间格式示例详解

《C++函数strftime和时间格式示例详解》strftime是C/C++标准库中用于格式化日期和时间的函数,定义在ctime头文件中,它将tm结构体中的时间信息转换为指定格式的字符串,是处理... 目录C++ 函数 strftipythonme 详解一、函数原型二、功能描述三、格式字符串说明四、返回值五

C++作用域和标识符查找规则详解

《C++作用域和标识符查找规则详解》在C++中,作用域(Scope)和标识符查找(IdentifierLookup)是理解代码行为的重要概念,本文将详细介绍这些规则,并通过实例来说明它们的工作原理,需... 目录作用域标识符查找规则1. 普通查找(Ordinary Lookup)2. 限定查找(Qualif

C/C++ chrono简单使用场景示例详解

《C/C++chrono简单使用场景示例详解》:本文主要介绍C/C++chrono简单使用场景示例详解,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友... 目录chrono使用场景举例1 输出格式化字符串chrono使用场景China编程举例1 输出格式化字符串示

C++/类与对象/默认成员函数@构造函数的用法

《C++/类与对象/默认成员函数@构造函数的用法》:本文主要介绍C++/类与对象/默认成员函数@构造函数的用法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录名词概念默认成员函数构造函数概念函数特征显示构造函数隐式构造函数总结名词概念默认构造函数:不用传参就可以

C++类和对象之默认成员函数的使用解读

《C++类和对象之默认成员函数的使用解读》:本文主要介绍C++类和对象之默认成员函数的使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、默认成员函数有哪些二、各默认成员函数详解默认构造函数析构函数拷贝构造函数拷贝赋值运算符三、默认成员函数的注意事项总结一

C/C++中OpenCV 矩阵运算的实现

《C/C++中OpenCV矩阵运算的实现》本文主要介绍了C/C++中OpenCV矩阵运算的实现,包括基本算术运算(标量与矩阵)、矩阵乘法、转置、逆矩阵、行列式、迹、范数等操作,感兴趣的可以了解一下... 目录矩阵的创建与初始化创建矩阵访问矩阵元素基本的算术运算 ➕➖✖️➗矩阵与标量运算矩阵与矩阵运算 (逐元