面向对象框架中成员函数返回std::vector.size()的效率

Question

我在 prob.h 中声明了一个 class 因此：

struct A_s{
    int a, b;
}

class A_c{
    private:
        std::vector<A_s> vec_of_A_s;
    public:
        int vec_of_A_s_size() const{return static_cast<int>(vec_of_A_s.size());}
}

对于 A_c A;//A is an object of class A_c，在我的实现 .cpp 文件的其他地方，我有以下行：

for(int i = 0; i < A.vec_of_A_s_size(); i++) {...//do loop stuff}

我从我的程序设计中知道 A.vec_of_A_s_size() 是循环不变的。但是，我真的想避免以下（很麻烦）：

int sz = A.vec_of_A_s_size();
for(int i = 0; i < sz; i++) {...//do loop stuff}

我能否充分且始终如一地依赖编译器，使启用优化 (-O2) 的发布版本不会每次都评估 vec_of_A_s.size()？

这是我已经尝试过的问题：

(1)（请参阅下面的编辑更新）即使是调试版本，使用选项 -fPIC -fno-strict-aliasing -fexceptions -g -std=c++14，查看反汇编程序输出，vec_of_A_s.size() 也只被评估一次。但是，编译器是否会始终如一地可靠地进行这种优化？有任何已知的例外吗？我持怀疑态度并需要保证的部分原因源于下面的问题 (2)。

(2)我在 SO 上查看了一个相关问题：Performance issue for vector::size() in a loop。那里的问题直接评估循环中向量的大小，如下所示：

for(int i = 0; i < vec_of_A_s.size(); i++) {...//do loop stuff}

在我的例子中，矢量不能直接访问。它是 A_c 的私有成员，其大小只能通过 public 成员函数 A.vec_of_A_s_size() 访问。因此，在 for 循环中必须发生额外的 indirection/redirection 层。该线程上的答案似乎表明编译器确实会优化循环不变量。但是在向量的大小不直接且 public 可用的情况下（如上），编译器能否可靠地保证循环不变优化？

(3)在其他关于此类问题的相关问题中，常见的答案似乎是对程序进行概要分析。如果以及当我进行分析时，我究竟应该寻找什么来验证这个特定的优化？这段代码是一个更大的数值分析代码的一部分，这绝对不是当前的瓶颈。然而，很高兴知道如何在分析器中验证这一点。如果这个问题 (3) 过于宽泛，我们深表歉意。我对分析比较陌生。但是分析器是否允许分析单个函数，比如上面包含 for 循环的函数？这样，我就可以确定瓶颈在哪里，因为它与此功能有关。

编辑更新：

关于 (1)，使用上述编译器选项的调试版本优化循环不变量是不正确的。我错了。在更深入的挖掘中，事实证明该函数确实被调用了两次。

Answer 1

如果你的循环在向量上调用一个非常量方法，那么我几乎可以肯定地说所有赌注都没有了。

如果您只在向量上调用 const 方法，那么您可能希望进行优化，但由于标准不需要它们，您不能真的责怪编译器没有进行对您来说显而易见的优化，

鉴于您可以在 for 循环中声明多个变量，只要它们属于同一类型，将 sz 带入循环似乎是显而易见的事情。或者，你能运行向后循环吗？

面向对象框架中成员函数返回std::vector.size()的效率

Efficiency of member function returning std::vector.size() in object oriented framework

c++

optimization

vector

loop-invariant