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考虑以下代码：

// Preprocessor
#include <iostream>
#include <vector>

// Internal branching
void f1(std::vector<int>& v, const int x = 0)
{
    for (unsigned int i = 1; i < v.size(); ++i) {
        v[i] = (x != 0) ? (v[i-1]*x) : (v[i-1]+v[i-1]);
    }
}

// External branching
void f2(std::vector<int>& v, const int x = 0)
{
    if (x != 0) {
        for (unsigned int i = 1; i < v.size(); ++i) {
            v[i] = v[i-1]*x;
        }
    } else {
        for (unsigned int i = 1; i < v.size(); ++i) {
            v[i] = v[i-1]+v[i-1];
        }
    }
}

// Main
int main()
{
    std::vector<int> v(10, 2);
    f1(v);
    f2(v);
    return 0;
}

它说明了产生相同结果的两个函数的行为：

  • f1：条件在循环内部进行测试
  • f2：条件在循环外测试

分支基于x，声明为const。

我的问题是：当所有优化级别都打开时，编译器是否足够智能f1以进行转换？f2

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2 回答 2

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检查编译器是否将条件提升到循环之外的最佳方法是在使用完全优化编译后真正检查程序集。

使用以下命令构建示例后：

g++ -O3 -c example.cpp -o example.o
objdump -d -M intel example.o > example.S

这是我得到的f1：

00000020 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)>:
  ; ...
  23:   8b 54 24 10             mov    edx,DWORD PTR [esp+0x10]
  27:   8b 7c 24 14             mov    edi,DWORD PTR [esp+0x14]
  2b:   8b 02                   mov    eax,DWORD PTR [edx]
  2d:   8b 4a 04                mov    ecx,DWORD PTR [edx+0x4]
  30:   29 c1                   sub    ecx,eax
  32:   c1 f9 02                sar    ecx,0x2
  35:   83 f9 01                cmp    ecx,0x1
  38:   76 d                    jbe    57 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)+0x37>
  3a:   31 db                   xor    ebx,ebx
  3c:   85 ff                   test   edi,edi
  3e:   ba 01 00 00 00          mov    edx,0x1
  43:   75 b                    jne    60 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)+0x40>
  45:   8b 34 18                mov    esi,DWORD PTR [eax+ebx*1]
  48:   83 c3 04                add    ebx,0x4
  4b:   01 f6                   add    esi,esi
  4d:   89 34 90                mov    DWORD PTR [eax+edx*4],esi
  50:   83 c2 01                add    edx,0x1
  53:   39 d1                   cmp    ecx,edx
  55:   75 ee                   jne    45 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)+0x25>
  57:   5b                      pop    ebx
  58:   5e                      pop    esi
  59:   5f                      pop    edi
  5a:   c3                      ret    
  5b:   90                      nop
  5c:   8d 74 26 00             lea    esi,[esi+eiz*1+0x0]
  60:   8b 34 18                mov    esi,DWORD PTR [eax+ebx*1]
  63:   83 c3 04                add    ebx,0x4
  66:   0f af f7                imul   esi,edi
  69:   89 34 90                mov    DWORD PTR [eax+edx*4],esi
  6c:   83 c2 01                add    edx,0x1
  6f:   39 ca                   cmp    edx,ecx
  71:   75 ed                   jne    60 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)+0x40>
  73:   eb e2                   jmp    57 <f1(std::vector<int, std::allocator<int> >&, int)+0x37>

在第 3c 行，您发现条件被检查：

  ; if(x != 0)
  3c:   85 ff                   test   edi,edi
  43:   75 b                    jne    60 ; ...

从那时起，在检查之后，x将不再进行测试，并且只为每个部分执行循环。从第 45 行到第 55 行开始的第一个循环在x == 0. 从第 60 行到第 71 行开始的第二个循环在x != 0.

所以是的，至少在这种情况下，gcc 能够在启用完全优化的情况下将条件提升到循环之外。

于 2013-08-13T23:04:00.580 回答
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Godbolt 页面告诉我以下内容：

#6,#7如果永远不会进入循环，则立即退出 ( size()<= 1)。

#8,#9检查是否x不为0，如果为真，则选择一个循环（.L3+ .L6），否则将采取第二个循环（.L5）。

如您所见，执行了两项优化，包括您查询的一项。

于 2013-08-14T08:42:02.977 回答