C++ 编译器可以优化对同一指针的重复虚函数调用吗？ [复制]答案

【问题标题】：Can C++ compilers optimize repeated virtual function calls on the same pointer? [duplicate]C++ 编译器可以优化对同一指针的重复虚函数调用吗？ [复制]
【发布时间】：2013-02-07 17:12:56
【问题描述】：

假设我有以下代码

void f(PolymorphicType *p)
{
    for (int i = 0; i < 1000; ++i)
    {
        p->virtualMethod(something);
    }
}

编译器生成的代码是否会对p 的vtable 条目取消引用virtualMethod 1 或1000 次？我正在使用微软的编译器。

编辑

这是为我正在查看的真实案例生成的程序集。 line->addPoint() 是关注的虚拟方法。我没有组装经验，所以慢慢复习……

; 369  :        for (int i = 0; i < numPts; ++i)

    test    ebx, ebx
    je  SHORT $LN1@RDS_SCANNE
    lea edi, DWORD PTR [ecx+32]
    npad    2
$LL3@RDS_SCANNE:

; 370  :        {
; 371  :            double *pts = pPoints[i].SystemXYZ;
; 372  :            line->addPoint(pts[0], pts[1], pts[2]);

    fld QWORD PTR [edi+8]
    mov eax, DWORD PTR [esi]
    mov edx, DWORD PTR [eax+16]
    sub esp, 24                 ; 00000018H
    fstp    QWORD PTR [esp+16]
    mov ecx, esi
    fld QWORD PTR [edi]
    fstp    QWORD PTR [esp+8]
    fld QWORD PTR [edi-8]
    fstp    QWORD PTR [esp]
    call    edx
    add edi, 96                 ; 00000060H
    dec ebx
    jne SHORT $LL3@RDS_SCANNE
$LN314@RDS_SCANNE:

; 365  :        }

【问题讨论】：

要求编译器生成汇编代码并检查。
用优化编译它并查看生成的代码。
添加到 Joachim 的评论中 - 除了检查之外没有其他方法。
我不确定编译器在这里也可以假设什么。调用 ->virtualFunction 可以改变 p 指向的东西，如果 p 指向的对象被删除并在不同子类型的该位置创建一个新对象怎么办？（我不知道这是否可行或合法，但这是编译器编写者在生成代码时必须考虑的事情......），他们必须非常小心他们的假设......
好的，所以 mov edx, DWORD PTR [eax+16] ... call edx 在循环内。我猜它每次都在看 vtable。

标签： c++ performance polymorphism vtable

【解决方案1】：

一般来说，不，这是不可能的。该函数可能会破坏 *this 并放置新的一些其他从该空间中的同一基础派生的对象。

编辑：更简单的是，函数可以更改p。编译器不可能知道谁拥有p 的地址，除非它是相关优化单元的本地地址。

【讨论】：

【解决方案2】：

一般来说不可能，但也有可以优化的特殊情况，尤其是跨过程分析。 VS2012全优化和全程序优化编译此程序：

#include <iostream>

using namespace std;

namespace {
struct A {
  virtual void foo() { cout << "A::foo\n"; }
};

struct B : public A {
  virtual void foo() { cout << "B::foo\n"; }
};

void test(A& a) {
  for (int i = 0; i < 100; ++i)
    a.foo();
}
}

int main() {
  B b;
  test(b);
}

到：

01251221  mov         esi,64h  
01251226  jmp         main+10h (01251230h)  
01251228  lea         esp,[esp]  
0125122F  nop  
01251230  mov         ecx,dword ptr ds:[1253044h]  
01251236  mov         edx,12531ACh  
0125123B  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (012516B0h)  
01251240  dec         esi  
01251241  jne         main+10h (01251230h)

所以它有效地优化了循环：

for(int i = 0; i < 100; ++i)
  cout << "B::foo()\n";

【讨论】：

加 1 用于整个程序/链接时间优化，这使得“不可能”通常变得微不足道。