文章目录

1.编译器扩展属性
2.C++11通用属性
- 2.1语法格式
- 2.2[[ noreturn ]]
- 2.3[[carries_dependency]]
3.C++14与C++17通用属性
参考文献

1.编译器扩展属性

C++在不断的发展，但每一阶段的C++标准提供的功能都很难完全满足现实需求，于是为了弥补标准的不足或者扩增特性应用场景所需的特性，各大C++编译器厂商多多少少在标准之外都增加了不少有用的扩展功能。这些扩展功能并不在C++的标准中，但是却经常被使用。有时候，C++标准委员会也会考虑这些标准之外的扩增特性，将其纳入标准之中。

C++扩增特性中较为常见的就是“属性”（attribute）。属性是对语言中实体对象（比如函数、变量、类型等）附加说明，用来实现一些语言及非语言层面的功能，或是帮助编译器优化代码。不同编译器有不同的属性语法，比如对于GCC ，属性是通过关键字__attribute__来声明的，常见的有format、noreturn、const和aligned等，申明语法如下：

__attribute__ ((attribute-list))

例如：

extern int area(int n) __attribute__ ((const))int main()
{int areas=0;for(int i=0;i<10;++i){areas+=area(3)+i;}
}

程序中const属性告诉编译器，该函数返回值只依赖于输入，不会改变函数外的数据，因此编译器可以对area(3)进行优化处理，只对函数调用一次，后续将area(3)视为常量进行操作，将大大提醒程序性能。

Windows平台VC++则使用__declspec来申明扩展属性，使用语法如下：

__declspec (extended-decl-modifier)

比如控制类型对齐方式：

__declspec (align(32)) struct Struct32
{char c;int i;
}

其作用是类型Struct32定义的变量的起始地址是32的整数倍，且类型大小sizeof(Struct32)=32也是32的整数倍。

2.C++11通用属性

2.1语法格式

自C++11开始，C++拥有统一形式的通用属性申明方式，语法格式如下：

[[attribute-list]]

语法上，C++11通用属性可以作用于函数、类型、变量、代码块等，书写位置可以位于目标之前，也可以位于目标之后。对于作用于整个语句的通用属性，则应该写在语句起始处。如果出现在以上两种位置之外的通用属性，作用于哪个实体跟编译器具体实现有关。例如：

//作用于函数
[[ attr1 ]] void func();
//或者
void func [[ attr2 ]] ();//作用于数组
[[ attr1 ]] int array[10];
//或者
int array [[ attr1 ]] [10];

C++11只定义了两种通用属性，分别是[[ noreturn ]]与[[ carries_dependency ]]，其它如[[ final ]]、[[ override ]]、[[ restrict ]]、[[ hides ]]、[[ base_check ]]等属性，考虑到通用性和实现方式，未纳入标准，比如final、override、restrict等为语言特性，通过关键字来实现。

2.2[[ noreturn ]]

[[ noreturn ]]用于标识不会返回的函数。不会返回的函数指的是被调处后面的代码不会执行，被调函数不会将控制流返回给主调函数，注意不是没有返回值的函数。通过这个属性，开发者可以告诉编译器进行代码优化，诸如死代码告警与消除等。参考如下示例：

void cout1() { cout << "cout1" << endl; }
void cout2() { cout << "cout2" << endl; }[[noreturn]] void throwAway()
{throw "exception";
}void foo()
{cout1();throwAway();cout2();       //该函数不可达
}

上面的代码中，cout2()不可达，编译器可以采用告警的方式提示开发者或者直接不生成调用cout2()的代码进行优化。

除了抛出异常可能会导致程序控制流不能返回调用者外，其它诸如包含终止应用程序或者无限循环语句的函数，都可以使用[[noreturn]]进行申明，比如C++11标准库中，我们可以看到如下函数申明语句：

[[noreturn]] void abort(void) noexcept;

当然，[[noreturn]]可以帮助编译器进行代码优化，前提是正确使用。如果错误地使用[[noreturn]]可能会给程序带来致命损害，因此要小心翼翼。

2.3[[carries_dependency]]

[[ carries_dependency ]]作用于函数参数与返回值，用于避免在弱一致性模型平台上产生不必要的内存栅栏，降低代码效率。比如：

atomic<int*> a;
...
int* p=(int*)a.load(memory_order_consume);
func(p);

由于编译器在编译到func时不知道func中的具体实现，因为使用了原子变量a对p赋值时使用了memory_order_consume内存顺序模型，所以需要保证a.reload先于任何关于a（或者p）的操作，编译器往往会在func函数之前加入一条内存栅栏。然而如果func的实现是：

void func(int* p)
{...//假设p2是一个atomic<int*>的变量p2.store(p,memory_order_release);
}

那么对于func函数来说，由于使用memory_order_release的内存顺序，p2.store对p的使用会被保证在任何关于p的操作之后进行。这样一来，编译器在func函数之前加入内存栅栏毫无意义，并影响了性能，解决办法是对函数参数使用[[ carries_dependency ]]属性：

void func(int* [[ carries_dependency ]] p);

同样的，[[ carries_dependency ]]也可以用于返回值，语法格式如下：

[[ carries_dependency ]] int* func();

事实上，对于强内存模型平台来说，如x86-64，编译器往往会忽略该属性，因此该属性使用比较有限。如果开发平台是弱类型模型，并且很关心并行程序的执行性能时，可以考虑使用[[ carries_dependency ]]。

3.C++14与C++17通用属性

在C++11的基础上，C++新标准C++14与C++17对通用属性进行了补充，主要有：

（1）[[deprecated]]与[[deprecated(“reason”)]]
标准：C++14；
作用：指示允许使用声明有此属性的名称或实体，但因指定的reason，不鼓励使用；
示例：class [[deprecated]] Outdate{};。

（2）[[fallthrough]]
标准：C++17；
作用：出现在switch语句中，抑制上一句case没有break而引起的fallthrough的警告；
示例：

switch(i)
{case 1: something();[[fallthrough]];case 2:something();[[fallthrough]];default:break;
}

（3）[[nodiscard]]
标准：C++17；
作用：若返回值被舍弃，则鼓励编译器发出警告。
示例：

[[nodiscard]] int something()
{return 1;
}

（4）[[maybe_unused]]
标准：C++17；
作用：抑制编译器在未使用实体上发出警告。
示例：

 [[maybe_unused]] int a = something();

使用以上通用属性，可以帮助我们更好的优化和管理代码。C++20已经在路上，新标准会继续在通用属性方面作出更多的扩增。

参考文献

[1]深入理解C++11[M].8.2通用属性
[2]《深入理解C++11》笔记-对齐支持和通用属性
[3]attribute specifier sequence(since C++11)
[4]C++的属性指示符

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