可以在C++中优化未使用的数据成员吗

Can unused data members be optimized out in C++

本文关键字：未使用 数据成员 优化 C++      更新时间：2023-10-16

我有一个C++类，它有一个私有的未使用的char[]，当该类在共享数组中使用时，严格地向该类添加填充以防止错误共享。我的问题有两个：

  1. 在某些情况下，编译器是否可以优化此数据成员？

  2. 使用-Wall编译时，如何使private field * not used警告静音？最好不要明确地沉默警告，因为我仍然想在其他地方看到这个问题的例子。

我写了一个小测试来检查我的编译器，这个成员似乎没有被删除，但我想知道标准是否允许这种优化。

填料.cc

#include <iostream>
class A {
 public:
  int a_ {0};
 private:
  char padding_[64];
};
int main() {
  std::cout << sizeof(A) << std::endl;
  return 0;
}

汇编

$ clang++ --version
clang version 3.3 (tags/RELEASE_33/final)
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Thread model: posix
$ clang++ -std=c++11 -O3 -Wall padding.cc
padding.cc:8:8: warning: private field 'padding_' is not used [-Wunused-private-field]
  char padding_[64];
       ^
1 warning generated.
$ ./a.out 
68

我不知道编译器优化，但可以通过两种方式消除警告：要么使用pragmas:

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-private-field"
class A{
//...
};
#pragma clang diagnostic pop

或者，可能更适合你，在你的课上包括一个假朋友功能：

class A{
friend void i_do_not_exist();
//... 
};

这样，编译器就无法知道字段是否被使用。因此，它不会抱怨，也绝对不会扔掉任何东西。如果在任何地方定义i_do_not_exist()函数，这可能会导致安全问题，因为该函数被授予对类的私有成员的直接访问权限。

第三种解决方案是定义一个访问padding_成员的伪函数：

class A {
 private:
  void ignore_padding__() { padding_[0] = 0; }
  //... 
};

编译器可以执行一致程序无法检测到的任何更改。所以答案是肯定的。但是，一个对代码进行更改的编译器是一个糟糕的编译器。很可能，你没有使用一个糟糕的编译器。

我确信编译器不允许重新排序或删除数据成员，因此对于编写接受此类结构的API的任何人来说，.h文件都是自文档。他们只被允许使用简单且定义良好的填充规则，这样开发人员就可以很容易地从读取代码中推断出偏移量。

也就是说，为什么要对缓存大小和错误共享的可能性进行假设？缓存大小应该是编译器的责任，我怀疑真正的问题是试图在多个线程之间共享一个数组。在每个线程上本地更新结构，并只在末尾写出对共享数组的更改。

我怎样才能让"；专用字段*未使用"；使用-Wall编译时出现警告？

首先，您可以使用alignas来避免手动填充（如果值是2的幂）：

class alignas(64) A
{
public:
  int a_{0};
};

演示

这不是你的例子：-/

因此，您可以使用属性[[maybe_unused]]使警告静音：

class A
{
public:
  int a_ {0};
private:
  [[maybe_unused]]char padding_[64];
};

演示

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