C23引入了属性[[reproducible]]和[[unsequenced]].
- 他们背后的动机是什么？
- 它们是如何定义的，它们对函数有什么影响？
- 我应该将它们应用于什么类型的函数？
C23引入了属性[[reproducible]]和[[unsequenced]].
激励性的问题是，当没有可用的函数定义时，编译器无法洞察函数.这会阻止几乎所有的编译器优化(除非使用LTO).
请考虑以下示例:
// note: this is redundant, because [[未排序]] implies [[可重现]]
int square(int x) [[可重现]] [[未排序]];
int arr[] = {
square(2),
square(2),
square(3),
square(3),
};
即使编译器没有square的定义，它也可以执行两个优化:
[[可重现]]，因此连续两次调用square(2)会产生相同的结果，并且编译器可以决定只调用square(2)一次[[未排序]]，所以可以以任何顺序调用square，编译器甚至可以在程序启动时决定只计算square(2)一次.它还可以决定在square(2)之前计算square(3)，如果这样做更有效率的话.这样的优化也可以通过在头部中定义函数inline，并让编译器自己推断这些属性来实现.然而，对于复杂的函数，由于额外的编译速度减慢，将所有函数都设置为inline并不可行.
有关更严格的说明，请参阅C23 standard working draft N3096§6.7.12.7函数类型的标准属性.
[[可重现]]该属性断言函数是reproducible function，这意味着
Effectless限制函数可以修改的状态.如果修改了任何非本地状态，则只能通过传递给它的指针进行修改.例如，如果一个void to_upper_case(char *str)函数只修改局部变量和str的内容，那么它就是effectless.(直觉上，该功能没有可观察到的副作用.)
Idempotent意味着多次调用该函数与调用一个函数具有相同的效果.例如，我们可以呼叫to_upper_case(s); to_upper_case(s);，这与只呼叫一次具有相同的效果.
[[未排序]]该属性断言函数是unsequenced function，这意味着
Stateless表示static或thread_local个局部变量不能为非const，也不能为volatile.
Independent意味着函数的所有调用都将看到相同的全局变量值，不会更改全局状态，也不会通过指针参数更改任何状态.to_upper_case不是独立的，但像strlen这样的函数可以是独立的.
直观地说，unsequenced函数可以被任意排序，甚至可以在其观察到的状态改变之间并行地排序:(另见标准中的脚注196)
char *str = /* ... */; // A
strlen(str);
global = 123;
strlen(str);
strcpy(str, /* ... */); // B
在本例中，在点A和B之间可以有一个、两个或无限多个对strlen的呼叫.这些可以顺序进行，也可以并行进行.无论如何，对于unsequenced函数，结果必须是相同的.global的Mutations 不允许改变strlen的结果.
GCC属性pure和const是这些标准属性的灵感来源，它们的行为类似.有关比较，请参见N2956 5.8 Some differences with GCC const and pure.简而言之:
pure比[[independent]]轻松多了const比[[未排序]]更严格These attributes are meant for advanced users who want to take advantage of compiler optimizations.个
一般而言，您必须非常小心地应用它们.该程序格式错误，如果将它们应用于没有断言属性的函数，则不需要进行诊断.我们鼓励编译器检测这些属性的误用，但这不是必需的.
printf既不是strlen和memcmp可以是[[未排序]]memcpy可以是[[可重现]]memmove也不可能，因为对于重叠的内存区域来说，它不是idempotentfabs可以是[[未排序]]sqrt也不能，因为它修改了浮点环境并可能设置errno