[[likely]] / [[unlikely]]

[[likely]] и [[unlikely]] — стандартные атрибуты C++20, размечающие ветку if/else (или case в switch) как вероятную или маловероятную к выполнению. Это подсказка компилятору для оптимизации порядка сгенерированного машинного кода (branch prediction hint) — стандартизация того, что раньше делалось через компиляторные интринсики вроде __builtin_expect в GCC/Clang или макросы-обёртки над ними.[[likely]] and [[unlikely]] are standard C++20 attributes marking an if/else branch (or a case in a switch) as likely or unlikely to execute. It's a hint to the compiler for optimizing the layout of the generated machine code (a branch prediction hint) — a standardization of what used to be done through compiler intrinsics like GCC/Clang's __builtin_expect, or macro wrappers around them.

#define LIKELY(x)   __builtin_expect(!!(x), 1)
#define UNLIKELY(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
// работает в GCC/Clang, но не в MSVC —// works in GCC/Clang, but not in MSVC —
// нужен отдельный макрос-заглушка под каждый компилятор// a separate stub macro is needed per compiler

if (LIKELY(x > 0)) { fast_path(); }
else                    { slow_path(); }

if (x > 0) [[likely]] {
    fast_path();
} else {
    slow_path();
}
// один синтаксис, переносим между всеми компиляторами C++20// a single syntax, portable across all C++20 compilers

Атрибут влияет на layout сгенерированного машинного кода: компилятор обычно размещает более вероятную ветку "прямо по течению" инструкций, без дополнительного перехода (jump), а маловероятную — за пределами основного потока выполнения (например, в конце функции). Это дружелюбнее к аппаратному branch predictor'у и к prefetcher'у процессора, поскольку основной, вероятный путь исполнения не требует спекулятивного перехода. Ключевое: это ЧИСТО оптимизационная подсказка — семантика программы (результат выполнения) не меняется ни при использовании атрибута, ни при его полном игнорировании компилятором.The attribute affects the layout of the generated machine code: the compiler typically places the more likely branch "downstream" in instruction order, with no extra jump, and the unlikely branch out of the main execution flow (say, at the end of the function). This is friendlier to the CPU's hardware branch predictor and prefetcher, since the main, likely execution path requires no speculative jump. Crucially: this is a PURELY optimization hint — the program's semantics (its result) don't change whether the attribute is used or completely ignored by the compiler.

int process(int x) {
    if (x > 0) [[likely]] {
        return fast_path(x);      // компилятор кладёт этот путь без лишнего jump// the compiler places this path with no extra jump
    } else {
        return slow_path(x);      // этот путь может уехать в конец функции// this path may be relocated to the end of the function
    }
}

switch (error_code) {
    case 0: [[likely]]
        return ok();
    case 1: [[unlikely]]
        return handle_rare_error();
    default:
        return handle_unknown();
}

Атрибут ставится не только на if/else, но и на конкретную case-метку switch — сразу после двоеточия метки, до первого statement этой ветки. Это позволяет разметить, скажем, доминирующий тип записи в парсере логов, где остальные типы — редкие исключения:The attribute goes not only on if/else but also on a specific switch case label — right after the label's colon, before that branch's first statement. This lets you mark, say, the dominant record type in a log parser, where the other types are rare exceptions:

enum class LogKind { access, error, debug, trace };

void handle_line(LogKind kind, std::string_view line) {
    switch (kind) {
        case LogKind::access: [[likely]]     // 99% строк лога — access-записи// 99% of log lines are access records
            parse_access(line);
            break;
        case LogKind::error: [[unlikely]]
            parse_error(line);
            break;
        case LogKind::debug:
        case LogKind::trace: [[unlikely]]
            parse_debug(line);
            break;
    }
}

• cppreference — likely, unlikely attributes
• WG21 P0479 — Proposed wording for likely and unlikely attributes