c++ - 为什么(无限)递归在 clang(和 gcc/g++)中使用 和 w/o -O3 会给出不同的结果？

Question

当我编译并运行此代码时

#include <stdio.h>

int collatz(int a) {
    return a == 1 ? 1 : collatz((a%2) ? 3*a+1 : a/2);
}

int main() {
    for (int a = 0; a < 10; ++a)
        printf("%d: %d\n", a, collatz(a));
}

在 clang (10.0.0-4ubuntu1) 它崩溃了，但是当我添加 -O3 时它运行良好。 (当将此作为 C 或 C++ 代码传递给 clang 时，这两者都成立。)
我知道它在没有优化标志的情况下崩溃，因为调用了 collatz与 0会导致无限递归。但是，与 -O3它返回 0: 1 ，这是错误的。这是优化中的(已知)错误还是我遗漏了什么？
( gcc/ g++ (9.3.0) 未优化也崩溃，编译挂起 -O3 。)
编辑:补充一点，我不是在寻找程序挂起/失败的原因(这很清楚)，而是为什么编译器显然可以自由返回一些值而程序不应返回(但进入无限循环)。
编辑 2:为什么我没有选择一个更小的例子？嗯，在这里，这给出了相同的行为

int divide(int i) {
  return i == 1 ? 1 : divide(i/2);
} 

Answer 1

Is that a (known) bug in the optimization or am I missing something?

这不是优化中的错误。这是正在编译的程序中的一个错误。程序的行为在 C++ 中是未定义的。

it returns 0: 1, which is wrong

当程序的行为未定义时，没有“错误”的行为。

but the compilation hangs with -O3

这可能是编译器错误。

how can the compiler just decide to return something, whereas, if you follow the program logic, it should not.

当程序的行为未定义时，编译器可以决定做任何事情或不做任何事情。没有什么特别应该做或不应该做的。未定义的程序没有逻辑。

why the behaviour is undefined

C++ 标准说:

[intro.progress]

The implementation may assume that any thread will eventually do one of the following:

• terminate,
• make a call to a library I/O function,
• perform an access through a volatile glvalue, or
• perform a synchronization operation or an atomic operation.

如果参数为 0，线程将永远不会做任何这些事情，因此 [language] 实现被允许假设函数永远不会被参数 0 调用。当你用这样的参数调用函数时，您与此假设相矛盾，行为未定义。