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

C++右移运算符的一个小坑及解决

《C++右移运算符的一个小坑及解决》文章指出右移运算符处理负数时左侧补1导致死循环,与除法行为不同,强调需注意补码机制以正确统计二进制1的个数... 目录我遇到了这么一个www.chinasem.cn函数由此可以看到也很好理解总结我遇到了这么一个函数template<typename T>unsigned

C++统计函数执行时间的最佳实践

《C++统计函数执行时间的最佳实践》在软件开发过程中,性能分析是优化程序的重要环节,了解函数的执行时间分布对于识别性能瓶颈至关重要,本文将分享一个C++函数执行时间统计工具,希望对大家有所帮助... 目录前言工具特性核心设计1. 数据结构设计2. 单例模式管理器3. RAII自动计时使用方法基本用法高级用法

Java中的抽象类与abstract 关键字使用详解

《Java中的抽象类与abstract关键字使用详解》:本文主要介绍Java中的抽象类与abstract关键字使用详解,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧... 目录一、抽象类的概念二、使用 abstract2.1 修饰类 => 抽象类2.2 修饰方法 => 抽象方法,没有

深入解析C++ 中std::map内存管理

《深入解析C++中std::map内存管理》文章详解C++std::map内存管理,指出clear()仅删除元素可能不释放底层内存,建议用swap()与空map交换以彻底释放,针对指针类型需手动de... 目录1️、基本清空std::map2️、使用 swap 彻底释放内存3️、map 中存储指针类型的对象

C++ STL-string类底层实现过程

《C++STL-string类底层实现过程》本文实现了一个简易的string类,涵盖动态数组存储、深拷贝机制、迭代器支持、容量调整、字符串修改、运算符重载等功能,模拟标准string核心特性,重点强... 目录实现框架一、默认成员函数1.默认构造函数2.构造函数3.拷贝构造函数(重点)4.赋值运算符重载函数

C++ vector越界问题的完整解决方案

《C++vector越界问题的完整解决方案》在C++开发中,std::vector作为最常用的动态数组容器,其便捷性与性能优势使其成为处理可变长度数据的首选,然而,数组越界访问始终是威胁程序稳定性的... 目录引言一、vector越界的底层原理与危害1.1 越界访问的本质原因1.2 越界访问的实际危害二、基

Python批量替换多个Word文档的多个关键字的方法

《Python批量替换多个Word文档的多个关键字的方法》有时,我们手头上有多个Excel或者Word文件,但是领导突然要求对某几个术语进行批量的修改,你是不是有要崩溃的感觉,所以本文给大家介绍了Py... 目录工具准备先梳理一下思路神奇代码来啦!代码详解激动人心的测试结语嘿,各位小伙伴们,大家好!有没有想

c++日志库log4cplus快速入门小结

《c++日志库log4cplus快速入门小结》文章浏览阅读1.1w次,点赞9次,收藏44次。本文介绍Log4cplus,一种适用于C++的线程安全日志记录API,提供灵活的日志管理和配置控制。文章涵盖... 目录简介日志等级配置文件使用关于初始化使用示例总结参考资料简介log4j 用于Java,log4c

C++归并排序代码实现示例代码

《C++归并排序代码实现示例代码》归并排序将待排序数组分成两个子数组,分别对这两个子数组进行排序,然后将排序好的子数组合并,得到排序后的数组,:本文主要介绍C++归并排序代码实现的相关资料,需要的... 目录1 算法核心思想2 代码实现3 算法时间复杂度1 算法核心思想归并排序是一种高效的排序方式,需要用

Java中的volatile关键字多方面解析

《Java中的volatile关键字多方面解析》volatile用于保证多线程变量可见性与禁止重排序,适用于状态标志、单例模式等场景,但不保证原子性,相较synchronized更轻量,但需谨慎使用以... 目录1. volatile的作用1.1 保证可见性1.2 禁止指令重排序2. volatile的使用