1

萨特这样说：

“在 C 和 C++ 类似的低级效率传统中，编译器通常不需要初始化变量，除非你明确地这样做（例如，局部变量，从构造函数初始化列表中省略的被遗忘的成员）”

我一直想知道为什么编译器不初始化int32和float之类的原语为0。如果编译器初始化它会对性能造成什么影响？它应该比不正确的代码更好。

4

4 回答 4

3

实际上，这个论点是不完整的。统一变量可能有两个原因：效率和缺乏合适的默认值。

1) 效率

大多数情况下，它是过去的遗留物，当时 C 编译器只是 C 到汇编翻译器并且不执行任何优化。

这些天来，我们有智能编译器和死存储消除，在大多数情况下可以消除冗余存储。演示：

int foo(int a) {
    int r = 0;
    r = a + 3;
    return r;
}

转化为：

define i32 @foo(i32 %a) nounwind uwtable readnone {
  %1 = add nsw i32 %a, 3
  ret i32 %1
}

尽管如此，在某些情况下，即使是更智能的编译器也无法消除冗余存储，这可能会产生影响。对于稍后零碎初始化的大型数组...编译器可能没有意识到所有值最终都会被初始化，因此不会删除冗余写入：

int foo(int a) {
    int* r = new int[10]();
    for (unsigned i = 0; i <= a; ++i) {
        r[i] = i;
    }
    return r[a % 2];
}

请注意下面的调用memset（我需要为new调用加上()值初始化的后缀）。即使0不需要，它也没有被消除。

define i32 @_Z3fooi(i32 %a) uwtable {
  %1 = tail call noalias i8* @_Znam(i64 40)
  %2 = bitcast i8* %1 to i32*
  tail call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %1, i8 0, i64 40, i32 4, i1 false)
  br label %3

; <label>:3                                       ; preds = %3, %0
  %i.01 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %6, %3 ]
  %4 = zext i32 %i.01 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32* %2, i64 %4
  store i32 %i.01, i32* %5, align 4, !tbaa !0
  %6 = add i32 %i.01, 1
  %7 = icmp ugt i32 %6, %a
  br i1 %7, label %8, label %3

; <label>:8                                       ; preds = %3
  %9 = srem i32 %a, 2
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32* %2, i64 %10
  %12 = load i32* %11, align 4, !tbaa !0
  ret i32 %12
}

2）默认？

另一个问题是缺乏合适的值。虽然 afloat可以完美地初始化为NaN，但整数呢？没有表示没有值的整数值，根本没有！0是一个候选者（除其他外），但有人可能会争辩说它是最差的候选者之一：它很可能是一个数字，因此可能对手头的用例具有特定含义；你确定你对这个默认的含义感到满意吗？

深思熟虑

最后，单元化变量还有一个优点：它们是可检测的。编译器可能会发出警告（如果它足够聪明的话），并且Valgrind 会引发错误。这使得逻辑问题可以被检测到，并且只有检测到的问题才能被纠正。

当然，一个标记值，例如NaN，同样有用。不幸的是......整数没有。

于 2012-09-27T08:24:47.563 回答
2

初始化可能会以两种方式影响性能。

首先，初始化变量需要时间。当然，对于单个变量，它可能可以忽略不计，但正如其他人所建议的那样，它可以与大量变量、数组等相加。

其次，谁能说零是合理的默认值？对于每一个零是有用的默认值的变量，可能还有另一个不是。在这种情况下，如果您确实将其初始化为零，则会产生进一步的开销，将变量重新初始化为您实际想要的任何值。您基本上支付了两次初始化开销，而不是在默认初始化未发生时支付一次。请注意，无论您选择什么作为默认值（零或其他），这都是正确的。

鉴于存在开销，不初始化并让编译器捕获对未初始化变量的任何引用通常更有效。

于 2012-09-27T01:38:09.087 回答
0

基本上，变量引用内存中的一个位置，可以对其进行修改以保存数据。对于一个未初始化的变量，程序只需要知道这个位置在哪里，编译器通常会提前计算出来，因此不需要任何指令。但是当你希望它被初始化时（比如说，0），程序需要使用额外的指令来做到这一点。

一个想法可能是在程序启动时使用 memset 将整个堆清零，然后初始化所有静态内容，但这对于在读取之前动态设置的任何内容都不需要。这对于基于堆栈的函数也是一个问题，每次调用函数时都需要将其堆栈帧归零。简而言之，允许变量默认为未定义会更有效，特别是当堆栈经常被新调用的函数覆盖时。

于 2012-09-27T01:26:34.647 回答
0

使用 -Wmaybe-uninitialized 编译并找出答案。这些是编译器无法优化原始初始化的唯一地方。

至于堆...

于 2012-09-27T01:29:39.710 回答