Баллада о ссылках в С++

Вот что рожает gcc 7.1 -O3 для

printf("%p", c);

.LC0:
        .string "%d"
.LC1:
        .string "%p"
Refs1():
        sub     rsp, 24
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        mov     DWORD PTR [rsp+12], 10
        mov     esi, DWORD PTR [rsp+12]
        call    printf
        mov     esi, DWORD PTR [rsp+12]
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        call    printf
        lea     rsi, [rsp+16]
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC1
        xor     eax, eax
        call    printf
        add     rsp, 24
        ret

Меняем на

printf("%p", *c);

И видим, что изменилась ровно одна строка, что в общем то и ожидалось:

.LC0:
        .string "%d"
.LC1:
        .string "%p"
Refs1():
        sub     rsp, 24
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        mov     DWORD PTR [rsp+12], 10
        mov     esi, DWORD PTR [rsp+12]
        call    printf
        mov     esi, DWORD PTR [rsp+12]
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        call    printf
        mov     esi, DWORD PTR [rsp+16]   ;было lea rsi, [rsp+16]
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC1
        xor     eax, eax
        call    printf
        add     rsp, 24
        ret

И что я тут должен увидеть? GCC создал одну переменную a на стеке, после чего соптимизировал в пустоту и ссылку и указатель и лезет и за тем и за другим напрямую туда где лежит a.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Сообщение отредактировано: applegame - 08.07.17, 22:48

applegame, ты должен там увидеть (и увидишь) что указатель есть (rsp+16), а ссылки - нет.... При обращении по ссылке он лезет в переменную (rsp+12).

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Что-то вы в реализацию ушли.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата Flex Ferrum @ 06.07.17, 14:15

applegame, ты должен там увидеть (и увидишь) что указатель есть (rsp+16), а ссылки - нет.... При обращении по ссылке он лезет в переменную (rsp+12).

Ты ошибаешься.
(rsp + 16) - это не указатель, это адрес переменной a плюс единица: (rsp + 12 + sizeof(int)) == rsp+16
Замени "&b + 1" на "&b + 2" и (rsp+16) поменяется на (rsp+20): https://godbolt.org/g/j39jBP
Там только одна переменная - (rsp+12). Для указателя и ссылки GCC не выделил память.

На самом деле на сайте это и так видно. Строки с объявлением указателя и ссылки имеют белый цвет, а это значит, что для них не сгенерировано никакого кода. Они соптимизированы полностью.

Добавлено 06.07.17, 14:37

Цитата D_KEY @ 06.07.17, 14:28

Что-то вы в реализацию ушли.

Это потому что Флекс почему-то уверен, что в реализации ссылок и указателей есть какая-то принципиальная разница. Хотя это уже второй пример, когда выделение памяти под указатель не происходит.
То есть, вот это утверждение уже дважды опровергнуто, даже volatile не помогает:

Цитата Flex Ferrum @ 06.07.17, 12:37

Как раз таки под указатель память будет выделена всегда. И это отличие - фундаментальное.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Сообщение отредактировано: applegame - 08.07.17, 22:48

Да это вопрос оптимизации и кодогенерации. Меня же волнует система типов. Я пока не вижу толк от того, что ссылки это часть именно системы типов.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата applegame @ 06.07.17, 14:31

Это потому что Флекс почему-то уверен, что в реализации ссылок и указателей есть какая-то принципиальная разница.

Угу. Есть.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата Flex Ferrum @ 06.07.17, 15:30

Угу. Есть.

Нет, нету. Тут у тебя ссылка и указатель в неравных условиях. Волатильную ссылку создать нельзя в отличие от указателя. В итоге ты просто, грубо говоря, запертил оптимизировать указатель, а ссылку не запретил. Отключи оптимизацию вообще и для ссылки тоже будет выделена память.
А так я могу легко заставить выделить память под твою ссылку даже с оптимизацией: https://godbolt.org/g/sNgSPX

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Сообщение отредактировано: applegame - 08.07.17, 22:48

Цитата applegame @ 06.07.17, 15:42

Волатильную ссылку создать нельзя в отличие от указателя. В итоге ты просто, грубо говоря, запертил оптимизировать указатель, а ссылку не запретил.

Что и требовалось доказать. Указатель волатильным сделать можно. А вот ссылку - уже нет. Это разные сущности, с разной семантикой. Хоть и похожие в чём-то.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата applegame @ 06.07.17, 15:42

Волатильную ссылку создать нельзя в отличие от указателя

и указатель на ссылку нельзя, а ссылку на указатель можно.
значит, таки есть отличия?! и да, хватит тут чирикать, ответьте на мой вопрос, гуру D

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата Flex Ferrum @ 06.07.17, 16:04

Что и требовалось доказать. Указатель волатильным сделать можно. А вот ссылку - уже нет. Это разные сущности, с разной семантикой. Хоть и похожие в чём-то.

А это и не требовалось доказать. Очевидно, что ссылки - это не указатели. Но область применения ссылок полностью перекрывается указателями. То бишь без ссылок обойтись можно, а вот без указателей уже нет. Можно сказать, что ссылки - это эдакие сильно ограниченные указатели с автоматическим разыменованием. Если ты сам себе запретишь делать с указателями то, что запрещено делать со ссылками, то разница между ними исчезнет (кроме синтаксиса).
А вообще мы говорим об одном и том же, но с разных сторон. С точки зрения реализации можно сказать, что ссылка - это указатель, с логической же точки зрения это не указатель, а алиас. Но для чистоты алиаса не хватает запрета на фокусы, вроде ссылок на объекты из кучи.

Цитата _lcf_ @ 06.07.17, 16:08

и да, хватит тут чирикать, ответьте на мой вопрос, гуру D

Если ты про это

Цитата _lcf_ @ 06.07.17, 13:41

а если в качестве возвращаемого значения - какой-нибудь нуль(птр/опт/ещекакаянибудьбдня) можно вернуть, или только указатель на объект, который кажет в нульптр?

То я не понял вопроса. Объясни нормальным птичьим языком.
Типа если функция возвращает ссылку, то можно ли вернуть ссылку содержащую null?

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Сообщение отредактировано: applegame - 08.07.17, 22:48

Цитата applegame @ 06.07.17, 16:20

Объясни нормальным птичьим языком.

ну что-то типа такого:

some_class *class_normal;
some_class *class_int;
some_class *class_log;
some_class *class_empty = nullptr;
...
some_class *&foobar::get_class_for_mode(some_class_enum_mode mode)
{
  switch (mode) {
    case some_class_enum_mode::NORMAL:
      return class_normal;
      break;
    case some_class_enum_mode::INTEGER:
      return class_int;
      break;
    case some_class_enum_mode::LOGARITHMIC:
      return class_log;
      break;
    case some_class_enum_mode::UNDEFINED:
    case some_class_enum_mode::COUNT:
      break;
    }
 
  return class_empty; //TODO mmm, not good idea?!
}

ну если про использование, то дальше что-то типа:

for (auto t : enum_range (some_class_enum_mode::COUNT))
    {
      some_class *&sc = get_class_for_mode (some_class_enum_mode(t));
      if (sc)
        {
          //TODO do something with sc
        }
    }

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата _lcf_ @ 06.07.17, 16:29

ну что-то типа такого:

Так сделать можно, да.

Цитата _lcf_ @ 06.07.17, 16:29

ну если про использование, то дальше что-то типа:

А вот так нет. В D нельзя создать переменную-ссылку. Нужно использовать указатель. И кстати в твоем случае ссылка выступает уже не как алиас а как просто разыменованный указатель.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

хм, ну ладно. я думал, вдруг вот это:

return class_empty; //TODO mmm, not good idea?!

можно заменить каким-нибудь

return null[ptr|opt|magic];

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата applegame @ 06.07.17, 16:20

Но область применения ссылок полностью перекрывается указателями. То бишь без ссылок обойтись можно, а вот без указателей уже нет.

Да ну? Ну, вот тебе пример кода:

std::string HelloWorld()
{
    std::string hw = "Hello World!";
    return hw;
}
 
auto TakingPtr(std::string* str)
{
    return *str;
}
 
auto TakingRef(const std::string& str)
{
    return str;
}
 
int main()
{
    std::string* hw0 = &HelloWorld();
    const std::string& hw = HelloWorld();
    auto hw1 = TakingPtr(&std::string("Hello World!"));
    auto hw2 = TakingRef(std::string("Hello World!"));
    std::cout << *hw0 << std::endl;
    std::cout << hw << std::endl;
    std::cout << hw1 << std::endl;
    std::cout << hw2 << std::endl;
}

Без привлечения компилятора скажи - что будет выведено на экран? А потом возьми компилятор и проверь.

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"

Цитата _lcf_ @ 06.07.17, 16:35

можно заменить каким-нибудь

А что мешает просто вернуть указатель на класс? А в качестве пустого значения null? Зачем эта странная движуха со ссылками?

Это сообщение было перенесено сюда или объединено из темы "D vs C++"