别名“const restrict”指针参数是否合法？答案

【问题标题】：Is it legal to alias "const restrict" pointer arguments?别名“const restrict”指针参数是否合法？
【发布时间】：2013-12-18 09:16:02
【问题描述】：

如果dot_product 被声明为

float dot_product(const float* restrict a, const float* restrict b, unsigned n);

会调用它

dot_product(x, x, x_len)

根据 C99 标准是“未定义”吗？

编辑

x是指针，当然是指向sizeof(float) * x_len字节的内存，x_len就是unsigned。这个问题是关于别名的。

【问题讨论】：

我没有引用的标准，但我不得不想象它是未定义的行为。您明确告诉编译器没有其他指针引用相同的内存位置，然后违反了该提示。我认为constness 不会对此产生影响。
自相矛盾：如果dot_product 是点积的常用定义，那么我认为它重要。也就是说，如果您只对指针执行读取操作，那么违反restrict 应该无关紧要。只有当你写的时候，我才会预料到问题会发生。
我应该删除“编辑”吗？似乎是多余的。两个人误解了我的问题，我感到很震惊。
@ChrisHayes 我的问题是关于 C99 标准而不是“你友好的本地编译器”，但我同意。
要清楚，因为dot_product 似乎是一个非常具体的示例函数，这个问题是关于别名restrict 指针的只读使用吗？我认为是这样，因为读写用法显然是未定义的。

标签： c pointers c99 pointer-aliasing restrict-qualifier

【解决方案1】：

我没有原来的C99（即ISO9899:1999）文本；我只有ISO9899:2007:TC3 的副本。我希望这段取自该文档第 111 页的文本与 C99 标准中的文本非常相似。

6.7.3.1 Formal definition of restrict

...

10. EXAMPLE 3

The function parameter declarations

    void h(int n, int * restrict p, int * restrict q, int * restrict r)
    {
        int i;
        for (i = 0; i < n; i++)
            p[i] = q[i] + r[i];
    }

illustrate how an unmodified object can be aliased through two restricted
pointers. In particular, if a and b are disjoint arrays, a call of the form
h(100, a, b, b) has defined behavior, because array b is not modified within
function h.

这似乎清楚地调用了您询问的具有已定义行为的形式的函数，前提是别名指针用于只读访问。通过任何一个别名指针写入都会调用未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

首先我不认为调用本身是UB，UB只能发生在函数内部，如果作为参数传递的指针的使用方式与restrict的规范冲突。（UB 对调用没有多大意义，如果（w/sh）应该被禁止，这应该是违反约束而不是 UB。）

那么，与restrict 相关的UB 只能出现，如果指向的对象被“以任何方式”修改。所以只要你的向量没有被修改，一切都很好。由于const 资格，在您的函数内部不应该发生这种情况。如果外部的某些东西（比如不同的线程或信号处理程序）修改了你的向量，无论如何，你就完蛋了。

【讨论】：

【解决方案3】：

是的。它将调用未定义的行为。

如果使用restrict关键字并且函数声明为：

float dot_product(const float* restrict a, const float* restrict b, unsigned n);

然后允许编译器假设a 和b 指向不同的位置并且更新一个指针不会影响其他指针。程序员而不是编译器负责确保指针不指向相同的位置。

因为你的函数调用是

dot_product(x, x, x_len)

将相同的指针x 传递给函数，更新a 或b 中的任何一个都会影响其他导致未定义的行为。

【讨论】：

这根本没有解决restrict 指针别名问题。
我投了反对票，因为这与问题没有任何关系。
@ChrisHayes;现已编辑。
dot_product 独立更新指针没有问题（它有自己的函数参数副本）。问题是指向的数据。由于两个参数都是const 指针，问题是这是否仍然是一个问题，因为函数在任何情况下都不应该通过任何一个指针更新数据。