如何将范围信息传递给c++编译器

How to communicate range information to C++ compiler?

本文关键字：c++ 编译器 信息 范围      更新时间：2023-10-16

是否有任何方法可以指示编译器，您知道特定变量的值必须在代码中的某个点的特定范围内，以帮助编译器进行优化?我正在编写一个库，它可以在编译时知道一些变量的范围，如果它能以某种方式将这些信息传递给编译器，以便编译器可以使用它进行优化，那将是非常棒的。我想添加对任何编译器的支持，即使它不能为所有编译器工作(这听起来像是一些编译器可以作为扩展的那种东西，但我还没有找到任何)。我知道我可以这样写:

if(x < COMPILE_TIME_MIN or x > COMPILE_TIME_MAX)
    return;
// compiler will assume for code below that x is in range COMPILE_TIME_MIN..COMPILE_TIME_MAX

但那是运行时检查。也许有一些技巧可以让编译器在没有检查的情况下对范围做出假设?

任何这样的"提示"都是特定于编译器的。

作为一个例子，Visual c++允许您使用__assume的内在提供这样的提示。

(其他编译器也可能提供这样的内在特性，但我对其他编译器不够熟悉，无法提供任何进一步的信息。如果有兴趣，请参考编译器的文档)

这不是标准的，但是在gcc中，有一个名为__builtin_expect的命令，其中定义为likely和unlikely的宏可以满足您的目的。参见这里的例子，它讨论了在内核空间中使用它们，但__builtin_expect是一个gcc扩展，也可以在用户空间中使用(参见这个问题)，即使likely和unlikely没有定义。

我不知道有任何c++编译技术利用了这些信息，但我知道有各种静态分析技术利用了这些信息;"告诉"这些工具的常见方式是通过assert，例如:

assert(x > COMPILE_TIME_MIN);
assert(x < COMPILE_TIME_MAX);

但是通常这些工具也能够自己分析诸如"if条件"之类的东西，所以没有特别需要这样做。

另外，如果范围真的很小，你也可以用一个更小的变量来表示它——例如使用short或char——并添加COMPILE_TIME_MIN。这可以帮助这些工具，尽管我不知道编译本身。

最后，与所有优化方法一样，我建议首先分析代码，看看这是否真的会成为瓶颈。另外，请记住，编译器是为优化"正常"代码而设计的——手动优化当然有帮助，只是要小心。

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