16

假设我有这段代码：

#include <cmath>

// ...

float f = rand();
std::cout << sin(f) << " " << sin(f);

作为sin(f)一个定义明确的函数，有一个简单的优化：

float f = rand();
float sin_f = sin(f);
std::cout << sin_f << " " << sin_f;

这是一种期望现代 C++ 编译器自行完成的优化吗？或者编译器没有办法确定sin(f)应该总是为相等的值返回相同的值f？

4

2 回答 2

18

使用使用默认优化标志构建的 g++：

float f = rand();
40117e: e8 75 01 00 00          call   4012f8 <_rand>
401183: 89 44 24 1c             mov    %eax,0x1c(%esp)
401187: db 44 24 1c             fildl  0x1c(%esp)
40118b: d9 5c 24 2c             fstps  0x2c(%esp)
std::cout << sin(f) << " " << sin(f);
40118f: d9 44 24 2c             flds   0x2c(%esp)
401193: dd 1c 24                fstpl  (%esp)
401196: e8 65 01 00 00          call   401300 <_sin>  <----- 1st call
40119b: dd 5c 24 10             fstpl  0x10(%esp)
40119f: d9 44 24 2c             flds   0x2c(%esp)
4011a3: dd 1c 24                fstpl  (%esp)
4011a6: e8 55 01 00 00          call   401300 <_sin>  <----- 2nd call
4011ab: dd 5c 24 04             fstpl  0x4(%esp)
4011af: c7 04 24 e8 60 40 00    movl   $0x4060e8,(%esp)

内置-O2：

float f = rand();
4011af: e8 24 01 00 00          call   4012d8 <_rand>
4011b4: 89 44 24 1c             mov    %eax,0x1c(%esp)
4011b8: db 44 24 1c             fildl  0x1c(%esp)
std::cout << sin(f) << " " << sin(f);
4011bc: dd 1c 24                fstpl  (%esp)
4011bf: e8 1c 01 00 00          call   4012e0 <_sin>  <----- 1 call

从这里我们可以看到，没有优化编译器使用 2 个调用，而只有 1 个有优化，凭经验我猜，我们可以说编译器确实优化了调用。

于 2013-01-24T20:04:34.917 回答
17

我相当确定sin具有非标准纯属性的 GCC 标记，即__attribute__ ((pure));

这具有以下效果：

许多函数除了返回值外没有任何影响，它们的返回值仅取决于参数和/或全局变量。这样的函数可以像算术运算符一样进行公共子表达式消除和循环优化。

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Function-Attributes.html

因此，这种纯调用很有可能会通过公共子表达式消除进行优化。

（更新：实际上 cmath 正在使用 constexpr，这意味着相同的优化）

于 2013-01-24T20:04:28.147 回答