在 C/C++ for 语句参数内部的算术运算

Question

假设我有这个代码：

int v;
setV(&v);
for (int i = 0; i < v - 5; i++) {
  // Do stuff here, but don't use v.
}

操作 v - 5 每次都是运行还是现代编译器会足够聪明，只存储一次就再也不会运行了？

如果我这样做会怎样：

int v;
setV(&v);
const int cv = v;
for (int i = 0; i < cv - 5; i++) {
  // Do stuff here. Changing cv is actually impossible.
}

第二种风格会有所不同吗？

Answer 1

编辑：

出于意想不到的原因，这是一个有趣的问题。这更多是编译器的一个问题，它避免了 v 的意外别名的钝化情况。如果编译器可以证明这不会发生（版本 2），那么我们会得到更好的代码。

这里的教训是更关注消除混叠，而不是尝试为它做优化器的工作。

制作 cv 副本实际上提供了最大的优化（冗余内存提取的省略），即使乍一看它似乎（稍微）效率较低。

原始答案和演示：

让我们看看：

给定：

extern void setV(int*);
extern void do_something(int i);

void test1()
{
    int v;
    setV(&v);
    for (int i = 0; i < v - 5; i++) {
    // Do stuff here, but don't use v.
      do_something(i);
    }
}


void test2()
{
    int v;
    setV(&v);
    const int cv = v;
    for (int i = 0; i < cv - 5; i++) {
      // Do stuff here. Changing cv is actually impossible.
      do_something(i);
    }  
}

使用 -x c++ -std=c++14 -O2 -Wall

在 gcc5.3 上编译

给出：

test1():
        pushq   %rbx
        subq    , %rsp
        leaq    12(%rsp), %rdi
        call    setV(int*)
        cmpl    , 12(%rsp)
        jle     .L1
        xorl    %ebx, %ebx
.L5:
        movl    %ebx, %edi
        addl    , %ebx
        call    do_something(int)
        movl    12(%rsp), %eax
        subl    , %eax
        cmpl    %ebx, %eax
        jg      .L5
.L1:
        addq    , %rsp
        popq    %rbx
        ret
test2():
        pushq   %rbp
        pushq   %rbx
        subq    , %rsp
        leaq    12(%rsp), %rdi
        call    setV(int*)
        movl    12(%rsp), %eax
        cmpl    , %eax
        jle     .L8
        leal    -5(%rax), %ebp
        xorl    %ebx, %ebx
.L12:
        movl    %ebx, %edi
        addl    , %ebx
        call    do_something(int)
        cmpl    %ebp, %ebx
        jne     .L12
.L8:
        addq    , %rsp
        popq    %rbx
        popq    %rbp
        ret

第二种形式在此编译器上更好。

在 C/C++ for 语句参数内部的算术运算

In C/C++ arithmetic operation inside of for statement arguments

c

c++

for-loop

constants

compiler-optimization

编辑：

原始答案和演示：