Question

对于C和C ++语言，编译器是否优化对常量变量的引用，以便程序自动知道所引用的值，而不必查看常量变量的内存位置？说到数组，是否取决于在编译时指向数组的索引值是否为常量？

例如，看看这段代码：

int main(void) {
    1:  char tesst[3] = {'1', '3', '7'};
    2:  char erm = tesst[1];
}

编译时编译器是否将第2行“更改”为“char erm ='3'”？

Answer 1

我个人希望发布的代码变成“无”，因为这两个变量实际上都没有使用，因此可以删除。

但是，现代编译器（gcc，clang，msvc等）应该能够用它的常量值替换对替代的引用[只要编译器可以合理地确定tesst的内容没有被更改 - 如果你将tesst传递给一个函数，即使它作为const引用，并且编译器实际上并不知道函数没有改变它，它会假设它做并加载值。。

使用clang -O1 opts.c -S：

进行编译

#include <stdio.h>

int main()
{
    char tesst[3] = {'1', '3', '7'};
    char erm = tesst[1];

    printf("%d\n", erm);
}

产生

...

main:
    pushq   %rax
.Ltmp0:
    movl    $.L.str, %edi
    movl    $51, %esi
    xorl    %eax, %eax
    callq   printf
    xorl    %eax, %eax
    popq    %rcx
    retq

 ...

所以，与printf("%d\n", '3');相同。

[我使用的是C而不是C ++，因为如果我使用cout，那将是大约50行汇编程序，因为所有内容都被内联了]

我希望gcc和msvc进行类似的优化（测试gcc -O1 -S并且它提供完全相同的代码，除了一些符号名称略有不同）

并说明“如果你调用一个函数它可能不会这样做”：

#include <stdio.h>

extern void blah(const char* x);

int main()
{
    char tesst[3] = {'1', '3', '7'};
    blah(tesst);
    char erm = tesst[1];

    printf("%d\n", erm);
}


main:                                   # @main
    pushq   %rax
    movb    $55, 6(%rsp)
    movw    $13105, 4(%rsp)         # imm = 0x3331
    leaq    4(%rsp), %rdi
    callq   blah
    movsbl  5(%rsp), %esi
    movl    $.L.str, %edi
    xorl    %eax, %eax
    callq   printf
    xorl    %eax, %eax
    popq    %rcx
    retq

现在，它从tesst内部获取值。

Answer 2

它主要取决于优化级别和您使用的编译器。

通过最大程度的优化，编译器确实可能只用char erm = '3';替换整个代码。无论如何，GCC -O3都会这样做。

但当然这取决于你对该变量的处理方式。编译器甚至可能不会分配变量，而只是在变量发生的操作中使用原始数字。

Answer 3

取决于编译器版本，使用的优化选项以及许多其他内容。如果你想确保const变量是优化的，如果它们是编译时常量，你可以在c ++中使用类似 constexpr 的东西。与普通的const变量不同，它保证在编译时进行评估。

编辑：constexpr可以在编译时或运行时进行评估。为了保证编译时评估，我们必须在需要常量表达式的地方使用它（例如，作为数组绑定或作为case标签）或使用它来初始化constexpr。所以在这种情况下

constexpr char tesst[3] = {'1','3','7'};
constexpr char erm = tesst[1];

会导致编译时评估。很高兴阅读https://isocpp.org/blog/2013/01/when-does-a-constexpr-function-get-evaluated-at-compile-time-stackoverflow

编译器是否优化对常量变量的引用？

3 个答案: