面向对象框架中返回 std::vector.size() 的成员函数的效率

Question

我在prob.h 中声明了一个类，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());}
}

使用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，我真的很想避免以下情况（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一个编译器，即启用了优化 (-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，带有选项-fPIC -fno-strict-aliasing -fexceptions -g -std=c++14，查看反汇编程序输出，vec_of_A_s.size() 也只评估一次。但是，编译器会始终如一地可靠地进行这种优化吗？有任何已知的例外吗？我的怀疑和需要保证的部分原因源于下面的问题 (2)。

(2)我查看了关于 SO：Performance issue for vector::size() in a loop 的相关问题。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}

就我而言，向量不能直接访问。它是A_c 的私有成员，其大小只能通过公共成员函数A.vec_of_A_s_size() 访问。因此，在 for 循环中必须发生额外的间接/重定向层。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能直接和公开获得的情况下（如上），编译器能否可靠地保证循环不变优化？

(3)在关于此类问题的其他相关问题中，一个常见的答案似乎是对程序进行剖析。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？该代码是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) 太宽泛，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，我可以确定与此功能有关的瓶颈在哪里。

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编辑更新：

在 (1) 上，使用上述编译器选项进行调试构建优化循环不变量是不正确的。我错了。深入挖掘，发现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了一个非常量的方法，那么我几乎可以肯定地说所有的赌注都没有了。

如果您只在向量上调用 const 方法，那么您可能希望得到优化，但由于标准不要求它们，您不能真正责怪编译器没有进行对您来说可能很明显的优化，

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，您可以向后运行循环吗？