Const-Correctness はコンパイラの最適化に影響しますか?

定数の正確性はコンパイラの最適化に影響しますか?

定数の正確性は、変数の定数性を適切に示すことでコードの読みやすさを向上させ、エラーを減らすプログラミング手法です。しかし、プログラムのパフォーマンスも向上するのではないかと多くの人が疑問に思っています。

答えは次のとおりです。通常、const の正確性だけではパフォーマンスが直接向上しません。これは単にオブジェクトの変更を制限し、特定のスコープ内でオブジェクトを不変にするだけです。これにより、特定の最適化の機会が排除されますが、新しい最適化の機会は作成されません。

次の関数を考えてみましょう:

<code class="c">int foo(const int *p) {
    int x = *p;
    bar(x);
    x = *p;
    return x;
}</code>

ポインターが const として宣言されていても、コンパイラーはその値を想定することはできません。指定された値はプログラム内の他の場所で変更される可能性があるため、定数のままです。その結果、ポインタの const 性に基づいて最適化することはできません。

Reference vs. Const Pointer

参照は、既存のオブジェクトのエイリアスです。一方、const ポインタは const オブジェクトを指します。どちらも同様に動作しますが、微妙な違いがあります。

• 変更: 参照を別のオブジェクトに再割り当てすることはできませんが、参照しているオブジェクトを変更することはできます。一方、const ポインタは、それが指すオブジェクトを変更できません。
• NULL 値: const ポインタは NULL にできますが、参照は NULL にできません。

内部的には、参照と const ポインタの両方がアドレスとして格納される可能性がありますが、それらには明確な存続期間の動作と変更に対する制限があります。

例外: const withstrict

C (ただし C ではありません) では、 const ポインターを replace キーワードと組み合わせることができます。制限は、ポインターが指すオブジェクトにアクセスする唯一の方法がポインターであることを示します。これにより、コンパイラーはオブジェクトがプログラム内の他の場所で変更されていないと想定できるため、最適化の機会が広がります。ただし、このような最適化はすべてのコンパイラーで普遍的に実装されるわけではありません。

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