如何解决C++11+ 编译器是否足够智能以优化内部“if”语句？
最好用代码来描述：
void foo(vector<vector<int>>& a,vector<vector<int>>& b,bool flag) {
vector<vector<int>> c;
for (int i ...) {
for (int j ...) {
int value;
if (flag)
value = a[i][j] + b[i][j];
else
value = a[i][j] - b[i][j];
}
}
}
从表面上看，该标志在每个单独的内部循环中都会被评估和分支，尽管在任何一个循环之前都是已知的。 C++11+ 编译器会生成两个单独的代码路径，在开始时评估分支，还是应该手动完成？
在教我过早优化之前，请理解这是为了在次要细节方面成为一个更有见识的程序员而提出的要求。
解决方法
这可能取决于示例的复杂性，但编译器能够进行这种优化。让我们看一个简单而完整的例子：
extern bool get_bool() noexcept;
extern int get_int() noexcept;
extern void foo1() noexcept;
extern void foo0() noexcept;
void foo() noexcept {
bool b = get_bool();
int i_mx = get_int();
int j_mx = get_int();
for (int i = 0; i < i_mx; ++i) {
for (int j = 0; j < j_mx; ++j) {
if (b)
foo1();
else
foo0();
}
}
}
如果我们用 clang 编译它，here 是生成的代码：
foo(): # @foo()
push rbp
push r15
push r14
push r12
push rbx
call get_bool()
mov r14d,eax
call get_int()
mov r15d,eax
call get_int()
test r15d,r15d
jle .LBB0_9
mov r12d,eax
test eax,eax
jle .LBB0_9
xor ebx,ebx
test r14b,r14b
je .LBB0_3
.LBB0_6: # =>This Loop Header: Depth=1
mov ebp,r12d
.LBB0_7: # Parent Loop BB0_6 Depth=1
call foo1()
dec ebp
jne .LBB0_7
inc ebx
cmp ebx,r15d
jne .LBB0_6
jmp .LBB0_9
.LBB0_3: # =>This Loop Header: Depth=1
mov ebp,r12d
.LBB0_4: # Parent Loop BB0_3 Depth=1
call foo0()
dec ebp
jne .LBB0_4
inc ebx
cmp ebx,r15d
jne .LBB0_3
.LBB0_9:
pop rbx
pop r12
pop r14
pop r15
pop rbp
ret
很明显，test r14b,r14b 行移到了循环之外。同样，您的里程可能会因代码的复杂性而异。最好检查生成的程序集以确保。
即使是当今最新的 C++ 标准（2021 年），优化方式也很少，例如复制省略和返回值优化。
这使得“编译器”可以应用任何特定于平台的优化。
问题中的函数没有产生任何效果，因此很可能被完全优化掉了。
但是为了解决（我假设的是）“潜在”问题，典型的编译器将能够推断出相同的条件甚至适用于嵌套循环，例如
int foo(vector<vector<int>> a,vector<vector<int>> b,bool flag) {
int value = 0;
for (int i = 0; i < a.size(); i++) {
for (int j = 0; j < a[i].size(); j++) {
if (flag)
value += a[i][j] + b[i][j];
else
value += a[i][j] - b[i][j];
}
}
return value;
}
下面的汇编代码显示“是的，它已优化”（由 Clang Intel x86 64 位编译器生成）：
- 注意 third argument
foo在寄存器dl（64 位寄存器RDX的 8 位版本）中发现在两个循环开始之前被测试 - 根据“foo”条件复制了两个循环：
LBB1_2和LBB1_6
通过运行生成的这个（编辑过的）汇编代码：g++ -std=c++17 -O3 -c -S code.cpp:
__Z3fooNSt3__16vectorINS0_IiNS_9allocatorIiEEEENS1_IS3_EEEES5_b: ## @_Z3fooNSt3__16vectorINS0_IiNS_9allocatorIiEEEENS1_IS3_EEEES5_b
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
...
xorl %eax,%eax # <======== int value = 0;
testb %dl,%dl # <======== if (flag)
jne LBB1_6
jmp LBB1_2
.p2align 4,0x90
LBB1_7: ## in Loop: Header=BB1_6 Depth=1
incq %r10
cmpq %r10,%r8
jbe LBB1_26
LBB1_6: ## =>This Loop Header: Depth=1
## Child Loop BB1_13 Depth 2
## Child Loop BB1_17 Depth 2
leaq (%r10,%r10,2),%rcx
movq (%r9,%rcx,8),%rdi
movq 8(%r9,%r11
subq %rdi,%r11
...
LBB1_2: ## =>This Loop Header: Depth=1
## Child Loop BB1_21 Depth 2
## Child Loop BB1_5 Depth 2
leaq (%r10,%r11
这个东西的优化会是这样的
#include <iostream>
#include <vector>
#include <execution>
int main(int argc,char *argv[])
{
std::vector<std::vector<int>> b{{2,3},{4,7}};
std::vector<std::vector<int>> aq{{7,8},{2,17}};
std::for_each(std::execution::par,b.begin(),b.end(),[&](auto& x){
for (auto& w : x)
w = aq[&x - b.data()][&w - x.data()];
});
std::cout << "and then " << b[0][1] << std::endl;
}
-ltbb -std=c++20
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