Function call dengan pointer ke non-const dan pointer ke const const dari alamat yang sama

Saya ingin menulis fungsi yang menginput array data dan output array data lain menggunakan pointer.

Saya bertanya-tanya apa hasilnya jika keduanya srcdan dstmenunjuk ke alamat yang sama karena saya tahu kompiler dapat mengoptimalkan untuk const. Apakah itu perilaku yang tidak terdefinisi? (Saya menandai C dan C ++ karena saya tidak yakin apakah jawabannya mungkin berbeda di antara mereka, dan saya ingin tahu tentang keduanya.)

void f(const char *src, char *dst) {
    dst[2] = src[0];
    dst[1] = src[1];
    dst[0] = src[2];
}

int main() {
    char s[] = "123";
    f(s,s);
    printf("%s\n", s);
    return 0;
}

Selain pertanyaan di atas, apakah ini didefinisikan dengan baik jika saya menghapus constkode asli?

Meskipun benar bahwa perilaku didefinisikan dengan baik - tidak benar bahwa kompiler dapat "mengoptimalkan konst" dalam arti yang Anda maksud.

Artinya, sebuah kompiler tidak diperbolehkan menganggap bahwa hanya karena parameternya adalah const T* ptr, memori yang ditunjuk oleh ptrtidak akan diubah melalui pointer lain. Pointer bahkan tidak harus sama. Ini constadalah kewajiban, bukan jaminan - kewajiban Anda (= fungsi) untuk tidak melakukan perubahan melalui pointer itu.

Untuk benar-benar memiliki jaminan itu, Anda harus menandai penunjuk dengan restrictkata kunci. Jadi, jika Anda mengkompilasi dua fungsi ini:

int foo(const int* x, int* y) {
    int result = *x;
    (*y)++;
    return result + *x;
}

int bar(const int* x, int* restrict y) {
    int result = *x;
    (*y)++;
    return result + *x;
}

yang foo()fungsi harus membaca dua kali dari x, sementara bar()hanya perlu membaca sekali:

foo:
        mov     eax, DWORD PTR [rdi]
        add     DWORD PTR [rsi], 1
        add     eax, DWORD PTR [rdi]  # second read
        ret
bar:
        mov     eax, DWORD PTR [rdi]
        add     DWORD PTR [rsi], 1
        add     eax, eax              # no second read
        ret

Lihat ini hidup GodBolt.

restricthanya kata kunci dalam C (sejak C99); sayangnya, belum diperkenalkan ke C ++ sejauh ini (untuk alasan yang buruk yang lebih rumit untuk memperkenalkannya di C ++). Namun, banyak kompiler yang mendukungnya __restrict.

Intinya: Kompiler harus mendukung use case "esoterik" Anda saat kompilasi f(), dan tidak akan memiliki masalah dengannya.

_{Lihat posting ini tentang kasus penggunaan untuk restrict.}

Ini didefinisikan dengan baik (dalam C ++, tidak yakin dalam C lagi), dengan dan tanpa constkualifikasi.

Hal pertama yang harus dicari adalah aturan aliasing yang ketat ¹ . Jika srcdan dstmenunjuk ke objek yang sama:

• di C, mereka harus dari tipe yang kompatibel ; char*dan char const*tidak kompatibel.
• di C ++, mereka harus dari tipe yang serupa ; char*dan char const*serupa.

Mengenai constkualifikasi, Anda mungkin berpendapat bahwa karena ketika dst == srcfungsi Anda secara efektif mengubah srcpoin apa , srctidak boleh dikualifikasikan sebagai const. Ini bukan cara constkerjanya. Dua kasus perlu dipertimbangkan:

1. Ketika suatu objek didefinisikan sebagai const, seperti dalam char const data[42];, memodifikasinya (secara langsung atau tidak langsung) mengarah ke Perilaku Tidak Terdefinisi.
2. Ketika referensi atau penunjuk ke constobjek didefinisikan, seperti dalam char const* pdata = data;, seseorang dapat memodifikasi objek yang mendasarinya asalkan belum didefinisikan sebagai const² (lihat 1.). Jadi yang berikut ini didefinisikan dengan baik:

int main()
{
    int result = 42;
    int const* presult = &result;
    *const_cast<int*>(presult) = 0;
    return *presult; // 0
}

¹⁾ Apa aturan aliasing yang ketat?
²⁾ Apakah const_castaman?

Ini didefinisikan dengan baik dalam C. Aturan aliasing yang ketat tidak berlaku dengan chartipe, atau dengan dua pointer dari tipe yang sama.

Saya tidak yakin apa yang Anda maksud dengan "optimalkan untuk const". Kompiler saya (GCC 8.3.0 x86-64) menghasilkan kode yang sama persis untuk kedua kasus. Jika Anda menambahkan restrictspecifier ke pointer, maka kode yang dihasilkan sedikit lebih baik, tetapi itu tidak akan berfungsi untuk kasus Anda, pointer menjadi sama.

(C11 §6.5 7)

Objek harus memiliki nilai yang disimpan diakses hanya oleh ekspresi lvalue yang memiliki salah satu dari jenis berikut:
- jenis yang kompatibel dengan jenis objek yang efektif,
- versi yang memenuhi syarat dari jenis yang kompatibel dengan jenis objek yang efektif,
- tipe yang tipe bertanda tangan atau tidak bertanda yang sesuai dengan jenis objek yang efektif,
- jenis tipe yang bertanda tangan atau tidak bertanda yang sesuai dengan versi terkualifikasi dari jenis objek yang efektif,
- tipe agregat atau gabungan yang mencakup satu dari jenis-jenis yang disebutkan di atas di antara para anggotanya (termasuk, secara rekursif, anggota dari sub-agregat atau kesatuan yang terkandung), atau
- jenis karakter.

Dalam hal ini (tanpa restrict), Anda akan selalu mendapatkan 121hasilnya.