c++ const符号膨胀链接文件

Question

在C++中，在头文件中放置const是合法的，通常C方法是将extern声明放在头中，而定义放在一个编译单元中，但在C++中，由于链接时符号没有被删除(用gnu ld和visual studio测试)，前一种技术导致二进制值的增加。有什么好办法做这些事吗？我只能想到一种定义或C方式，但后者可能给较少的优化留出空间..。

piotr@gominola:0:/tmp$ g++ -c b.cc
piotr@gominola:0:/tmp$ g++ -c a.cc
piotr@gominola:0:/tmp$ nm a.o | c++filt | grep COOK
0000000000000000 r AI_LIKE_COOKIES
piotr@gominola:0:/tmp$ nm b.o | c++filt | grep COOK
0000000000000000 r AI_LIKE_COOKIES
piotr@gominola:0:/tmp$ g++ -o a a.o b.o
piotr@gominola:0:/tmp$ nm a | c++filt | grep COOK
0000000000400610 r AI_LIKE_COOKIES
0000000000400618 r AI_LIKE_COOKIES



piotr@gominola:0:/tmp$ cat a.h
#ifndef a_h
#define a_h

//const double A = 2.0;
//extern const double AI_LIKE_COOKIES;
const double AI_LIKE_COOKIES = 5.0;

#endif
piotr@gominola:0:/tmp$ cat a.cc
#include "a.h"
using namespace std;

extern void f();

//const double AI_LIKE_COOKIES = 2.0;

int main(int argc, char *argv[])
{
    f();
}
piotr@gominola:0:/tmp$ cat b.cc
#include "a.h"

void f()
{
}
piotr@gominola:0:/tmp$

Answer 1

你有两个真正的选择。可以用外部链接定义常量，也可以不定义常量。通过内部链接，假设打开优化，每个实际使用常量的翻译单元中只会有一个副本。

内部联系：

// a.h
const double AI_LIKE_COOKIES = 5.0;

外部联系：

// a.h
extern const double AI_LIKE_COOKIES;

// a.c
const double AI_LIKE_COOKIES = 5.0;

然而，，您可能会问，“内联常量怎么办？”不幸的是，浮点操作数实际上不能内联。每当您在函数中使用浮点常量时，该值将作为常量存储在内存中。考虑这两项职能：

// In func1.c
double func1(double x) { return x + 5.7; }

// In func2.c
double func2(double x) { return x * 5.7; }

很可能，这两个文件都包含一个常数5.7，然后从内存中加载。没有真正执行优化*。您得到了5.7的两份副本，就好像您已经这样做了：

extern const double CONSTANT_1, CONSTANT_2;
const double CONSTANT_1 = 5.7;
const double CONSTANT_2 = 5.7;
double func1(double x) { return x + CONSTANT_1; }
double func2(double x) { return x * CONSTANT_2; }

*备注:在某些系统中，如果您知道常量将链接到同一个二进制映像中而不是从库中加载，则会得到较小的代码。

Recommendation:在头文件中使用extern，并在一个翻译单元中定义常量。代码可能不会更慢，除非链接时间优化，这是确保最终产品中只有一个副本的唯一好方法。

听起来好像有八字节的麻烦，不过.

汇编程序：

这里有一个函数：

double func(double x)
{
    return x + 5.0;
}

下面是x86_64上的汇编程序：

_Z4funcd:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
    addsd   .LC0(%rip), %xmm0
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   _Z4funcd, .-_Z4funcd
    .section        .rodata.cst8,"aM",@progbits,8
    .align 8
.LC0:
    .long   0
    .long   1075052544

注意符号LC0，它是一个包含值5.0的常量。内联只会使符号不可见，所以它不会出现在nm中。在每个使用常量的翻译单元中，你仍然会得到一个常量的副本。

Answer 2

声明为const的对象和未显式声明的extern在C++中具有内部链接。这意味着每个翻译单元都获得自己的对象副本。

但是，由于它们有内部链接，因此不能从其他翻译单元中命名，编译器可以检测对象本身是否被使用--对于基本的const对象，这只是意味着它的地址从未被取走；它的值可以根据需要被替换-并且从对象文件中省略它。

gcc甚至会在-O1上执行这一优化。

$ g++ -O1 -c a.cc
$ g++ -O1 -c b.cc
$ g++ -o a a.o b.o 
$ nm a.o | c++filt | grep COOK
$ nm b.o | c++filt | grep COOK
$ nm a | c++filt | grep COOK
$ 

Answer 3

在每个标题中隐式地放置const使其内部链接，因此它在每个翻译单元中都是重复的。我相信，"C方式“是处理这一问题的正常方法。

您还可以使用简单的内联函数定义“常量”(请参阅std::numeric_limits<T>::max())。