C++:优化无副作用的函数

Question

在 C++ 中有没有一种方法可以声明一个函数没有副作用？考虑:

LOG("message").SetCategory(GetCategory()); 

现在假设发布版本中的 LOG 宏创建了一个 NullLogEntry 对象，该对象将 SetCategory() 定义为一个空函数。所以基本上整个表达式可以(并且应该)被优化掉——除了理论上 GetCategory() 调用可能有一些副作用，所以我猜编译器不允许直接丢弃它。

另一个例子可能是忽略部分(或全部)参数的函数模板特化，但由于可能的副作用，不允许编译器在调用站点保存此类参数的评估。

我说的对吗？还是编译器可以优化掉这样的调用？如果不是，有没有办法提示编译器这个函数没有副作用，所以如果返回值被忽略那么整个调用就可以跳过？

Answer 1

这样做没有标准的方法，但是一些编译器有注释，你可以使用它来达到这种效果，例如，在 GCC 中，你可以在函数中使用 __attribute_pure__ 标签(或者 __attribute__((pure))) 告诉编译器该函数是纯(即没有副作用)。这在标准 C 库中广泛使用，例如:

char * str = get_some_string();
for ( int i = 0; i < strlen( str ); ++i ) {
    str[i] = toupper(str[i]);
}

可以被编译器优化成:

char * str = get_some_string();
int __length = strlen( str );
for ( int i = 0; i < __length; ++ i ) {
   str[i] = toupper(str[i]);
}

该函数在 string.h header 中声明为:

extern size_t strlen (__const char *__s)
     __THROW __attribute_pure__ __nonnull ((1));

如果是 C++ 编译器解析函数，__THROW 是不抛出异常，而 __nonnull((1)) 告诉编译器第一个参数不应为空(即，如果参数为空且使用 -Wnonnull 标志，则触发警告)。