c++ - 编译器是否将给定常量参数的简单函数简化为唯一指令？

Question

我一直认为这是真的，但从未得到任何验证。考虑一个非常简单的函数:

int subtractFive(int num) {
    return num -5;
}

如果对该函数的调用使用编译时常量，例如

  getElement(5);

打开优化的编译器很可能会内联它。然而，我不清楚的是，如果 num - 5 将在运行时或编译时进行评估。表达式简化会以这种方式通过内联函数递归扩展吗？还是不超越功能？

Answer 1

我们可以简单的看一下生成的程序集就知道了。这段代码:

int subtractFive(int num) {
    return num -5;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  return subtractFive(argc);
}

用 g++ -O2 编译产生

leal    -5(%rdi), %eax
ret

所以函数调用确实被简化为一条指令。这种优化技术称为 inlining .

当然，我们可以使用相同的技术来查看编译器的处理能力，例如稍微复杂一些

int subtractFive(int num) {
    return num -5;
}

int foo(int i) {
    return subtractFive(i) * 5;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  return foo(argc);
}

仍然被编译为

leal    -25(%rdi,%rdi,4), %eax
ret

所以这两个函数在编译时就被删除了。如果 foo 的输入在编译时已知，函数调用将(在本例中)简单地替换为编译时生成的常量 (Live)。

编译器还可以将此内联与常量折叠结合起来，如果所有参数都是编译时常量，则用函数调用的完全计算结果替换函数调用。例如，

int subtractFive(int num) {
    return num -5;
}

int foo(int i) {
    return subtractFive(i) * 5;
}

int main() {
  return foo(7);
}

编译为

mov     eax, 10
ret

相当于

int main () {
    return 10;
}

编译器总是会在它认为是个好主意的地方这样做，而且它(通常)在优化这个低级别的代码方面比你做得更好。