c++ - gcc 会根据条件优化我的循环吗？

Question

我有以下循环:

//condition will be set here to true or false

for (int i = 0; i < LARGE_NUMBER; i++) {
    if (condition) {
        //do foo
    } else {
        //do bar
    }
}

假设:一个循环如果没有条件比有条件更快。 (这是真的？)问题:如果 condition 已设置在 for 循环之外，并且循环本身没有触及 condition，gcc 是否会分解出我的 if？

如果不是，我应该切换if和for，重复代码，违反DRY等。

Answer 1

对于那些不想阅读冗长文章的人，此优化称为(在 LLVM 中)Loop Unswitch .

为什么不问问编译器？

void foo(char* c);

int main(int argc, char **argv) {
  bool const condition = argc % 2;

  for (int i = 0; i != argc; ++i) {
    if (condition) {
      foo(argv[1]);
    } else {
      foo(argv[0]);
    }
  }
  return 0; 
}

转换为 SSA 形式(通过 LLVM try out ):

define i32 @main(i32 %argc, i8** nocapture %argv) {
entry:
  %0 = icmp eq i32 %argc, 0                       ; <i1> [#uses=1]
  br i1 %0, label %bb5, label %bb.nph

bb.nph:                                           ; preds = %entry
  %1 = and i32 %argc, 1                           ; <i32> [#uses=1]
  %toBool = icmp eq i32 %1, 0                     ; <i1> [#uses=1]
  %2 = getelementptr inbounds i8** %argv, i64 1   ; <i8**> [#uses=1]
  br i1 %toBool, label %bb3.us, label %bb3

bb3.us:                                           ; preds = %bb3.us, %bb.nph
  %i.07.us = phi i32 [ %4, %bb3.us ], [ 0, %bb.nph ] ; <i32> [#uses=1]
  %3 = load i8** %argv, align 8                   ; <i8*> [#uses=1]
  tail call void @_Z3fooPc(i8* %3)
  %4 = add nsw i32 %i.07.us, 1                    ; <i32> [#uses=2]
  %exitcond = icmp eq i32 %4, %argc               ; <i1> [#uses=1]
  br i1 %exitcond, label %bb5, label %bb3.us

bb3:                                              ; preds = %bb3, %bb.nph
  %i.07 = phi i32 [ %6, %bb3 ], [ 0, %bb.nph ]    ; <i32> [#uses=1]
  %5 = load i8** %2, align 8                      ; <i8*> [#uses=1]
  tail call void @_Z3fooPc(i8* %5)
  %6 = add nsw i32 %i.07, 1                       ; <i32> [#uses=2]
  %exitcond8 = icmp eq i32 %6, %argc              ; <i1> [#uses=1]
  br i1 %exitcond8, label %bb5, label %bb3

bb5:                                              ; preds = %bb3, %bb3.us, %entry
  ret i32 0
}

可能不太可读，所以让我指出这里的内容:

• entry:检查argc是否等于0，如果是，则转到bb5(退出)，否则转到 bb.nph
• bb.nph:计算condition的值，如果为真，则转到bb3.us，否则转到bb3
• bb3.us 和 bb3:分别为真假条件循环
• bb5:退出

只要效果与您要求的相似，编译器几乎可以按照它想要的方式转换您的代码。在这种情况下，它有效地将代码重写为:

int main(int argc, char**argv) {
  if (argc != 0)
  {
    int i = 0;
    if (argc % 2) {
      do {
        foo(argv[1]);
        ++i;
      } while (i != argc);
    } else {
      do {
        foo(argv[0]);
        ++i;
      } while (i != argc);
    }
  }
  return 0;
}

这是循环不变优化的一种形式，在这里结合了第一次检查以避免在循环不会被执行时计算条件。

对于我们当中那些认为第一个解决方案更清晰的人来说，我们很高兴让编译器为我们进行细节优化!