防止两个对象内部出现混叠

Question

我有一个类似于这个的函数签名

void Mutliply(const MatrixMN& a, const MatrixMN& b, MatrixMN& out);

在内部，矩阵类具有表示m x n分量的float* data;。我想告诉编译器，a和b不会对out矩阵进行别名，因此它不会进行大量的加载存储。

我该怎么做呢？我知道我可以传入指向函数签名的指针，并用__restrict（在MSVC中）标记指针，但我希望保留引用传递对象的习惯用法，即对象包含指向内存的指针。

我还知道__restrict不适用于对象引用。

Answer 1

根据优化器的工作方式，顶部的assert(&in1 != &out && &in2 != &out)可能会起作用。您也可以去掉out参数，并相信优化器会去掉多余的副本（当然，假设它是一个纯out参数）。如果代码是内联的候选代码，编译器可能会发现它自己没有任何别名。如果restrict真的不能处理引用参数，那么可以为函数调用增加一个级别，并将这三个级别都传递给第二个接受适当限制的指针的函数。希望它能为您内联。

Answer 2

编写一个非导出的（文件-static，private）乘法函数，该函数接受float*参数，并用restrict标记参数。使Multiply调用此函数。

Answer 3

由于您似乎对__restrict指针很满意，我会使用您所知道的，但您仍然可以包装它并使用引用提供接口：

void Multiply(const MatrixMN& a, const MatrixMN& b, MatrixMN& out) {
  if (&a == &b || &a == &out || &b == &out) {
    // indicate precondition violation however you like
    assert(!"precondition violated");
    abort();  // assert isn't always executed
  }
  else {
    DoMultiply(&a, &b, &out);
  }
}
void DoMultiply(MatrixMN const * __restrict a, MatrixMN const * __restrict b,
              MatrixMN * __restrict out)
{
  //...
}

使指针版本"非公共"，例如将其放在"details"命名空间中，赋予其内部链接（在这种情况下不适用），或赋予其特殊名称。你甚至可以使用局部变量而不是参数，并将函数体放在"else"中，但我发现上面的更干净。

Answer 4

让宏包装器在编译时具有__restrict效果本身如何：（下面是伪代码，未选中）：

#define Multiply(A,B,C) Multiply_restrict(&A, &B, &C)

现在中间方法被定义为，

inline void Multiply_restrict(const MatrixMN* __restrict pA,
            const MatrixMN* __restrict pB, MatrixMN* __restrict pC)
{
  Multiply_(*pA, *pB, *pC);
}

最后，只需在原始Multiply:之后添加一个_

void Mutliply_(const MatrixMN& a, const MatrixMN& b, MatrixMN& out);

所以最终的效果将和你所说的完全一样：

Multiply(x, y, answer);