为什么C ++编译器不能将此条件布尔赋值优化为无条件赋值？

Question

考虑以下功能：

void func(bool& flag)
{
    if(!flag) flag=true;
}

在我看来，如果flag有一个有效的布尔值，这相当于无条件地将它设置为true，如下所示：

void func(bool& flag)
{
    flag=true;
}

然而gcc和clang都没有这样优化 - 在-O3优化级别生成以下内容：

_Z4funcRb:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    cmp BYTE PTR [rdi], 0
    jne .L1
    mov BYTE PTR [rdi], 1
.L1:
    rep ret

我的问题是：考虑到flag不是volatile的引用，只是因为代码过于特殊而不关心优化，或者是否有任何合理的理由为什么不希望这样的优化？ 1}？似乎唯一可能的原因是flag可能会以某种方式具有非true - 或 - false值，而在阅读时没有未定义的行为，但我不是确定这是否可行。

Answer 1

由于cache coherence的考虑，这可能会对程序的性能产生负面影响。每次调用flag时写入func()都会弄脏包含的缓存行。无论写入的值与写入前在目标地址处找到的位完全匹配，都会发生这种情况。

修改

hvd提供了另一个阻止此类优化的good reason。对于提议的优化，这是一个更有说服力的论据，因为它可能导致未定义的行为，而我的（原始）答案仅解决了性能方面。

经过多一点思考后，我可以提出另一个例子，为什么编译器应该被强烈禁止 - 除非他们能够证明转换对于特定的上下文是安全的 - 从引入无条件写入。请考虑以下代码：

const bool foo = true;

int main()
{
    func(const_cast<bool&>(foo));
}

在func()中无条件写入时，这肯定会触发未定义的行为（写入只读存储器会终止程序，即使写入的效果是非操作的。）

Answer 2

除了莱昂关于表现的答案：

假设flag为true。假设有两个线程不断调用func(flag)。在这种情况下，写入的函数不会将任何内容存储到flag，因此这应该是线程安全的。两个线程可以访问同一个内存，但只能读取它。无条件地将flag设置为true意味着两个不同的线程将写入同一内​​存。这是不安全的，即使写入的数据与已经存在的数据相同，这也是不安全的。

Answer 3

我不确定C ++的行为，但是在C中，内存可能会发生变化，因为如果内存中包含非零的非零值，它将在检查时保持不变，但在检查时更改为1

但由于我不熟悉C ++，我不知道这种情况是否可能。