9.5 メンバー変数のキャッシュ

C++ メンバー関数では、メンバー変数へのアクセスが頻繁に行われます。

そのため、コンパイラは、this ポインタを介してメモリーからメンバー変数をロードしなければならないことがよくあります。値はポインタを介して読み込まれているため、次の読み込みをいつ行うべきか、あるいは先に読み込まれている値がまだ有効であるかどうかをコンパイラが決定できないことがあります。このような場合、コンパイラは安全な (しかし遅い) 手法を選択し、アクセスのたびにメンバー変数を再読み込みする必要があります。

不要なメモリー再読み込みが行われないようにするには、次のようにメンバー変数の値を局所変数に明示的にキャッシュしてください。

• 局所変数を宣言し、メンバー変数の値を使用して初期化する

• 関数全体で、メンバー変数の代わりに局所変数を使用する

• 局所変数が変わる場合は、局所変数の最終値をメンバー変数に代入する。しかし、メンバー関数がそのオブジェクトの別のメンバー関数を呼び出す場合には、この最適化のために意図しない結果が発生する場合があります。

この最適化は、基本の型の場合と同様に、値をレジスタに置くことができる場合にもっとも効果的です。また、別名の使用が減ることによりコンパイラの最適化が行われやすくなるため、記憶領域を使用する値にも効果があります。

この最適化は、メンバー変数が明示的に、あるいは暗黙的に頻繁に参照渡しされる場合には逆効果になる場合があります。

現在のオブジェクトとメンバー関数の引数の 1 つの間に別名が存在する可能性がある場合などには、クラスの意味を望ましいものにするために、メンバー変数を明示的にキャッシュしなければならないことがあります。例:

complex& operator*= (complex& left, complex& right)
{
  left.real = left.real * right.real + left.imag * right.imag;
  left.imag = left.real * right.imag + left.image * right.real;
}

前述のコードが次の指令で呼び出されると、意図しない結果になります。

x*=x;