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現代C/C++編譯器有多智能

最近在搞C/C++代碼的性能優化，發現很多時候自以為的優化其實編譯器早就優化過了，得結合反匯編才能看出到底要做什么樣的優化。

請熟悉編譯器的同學結合操作系統和硬件談一談現代c/c++編譯器到底有多智能吧。哪些書本上的優化方法其實早就過時了？

以及程序員做什么會讓編譯器能更好的自動優化代碼？

舉個栗子：

1，循環展開，大部分編譯器設置flag后會自動展開；

2，順序SIMD優化，大部分編譯器設置flag后也會自動優化成SIMD指令；

3，減少中間變量，大部分編譯器會自動優化掉中間變量；

etc.

查看代碼對應的匯編：

Compiler Explorer

【以下解答】

舉個之前看過的例子：

int calc_hash(signed char *s){ static 買粉絲nst int N = 100003; int ret = 1; while (*s) { ret = ret * 131 + *s; ++ s; } ret %= N; if (ret < 0) ret += N; //注意這句 return ret;}

【以下解答】

舉個簡單例子，一到一百求和

#include int sum() { int ret= 0; int i; for(i = 1; i <= 100; i++) ret+=i; return ret;}int main() { printf("%d\n", sum()); return 0;}

【以下解答】

話題太大，碼字花時間…

先放傳送門好了。

請看Google的C++編譯器組老大Chandler Carruth的演講。這個演講是從編譯器研發工程師的角度出發，以Clang/LLVM編譯C++為例，向一般C++程序員介紹理解編譯器優化的思維模型。它講解了C++編譯器會做的一些常見優化，而不會深入到LLVM具體是如何實現這些優化的，所以即使不懂編譯原理的C++程序員看這個演講也不會有壓力。

Understanding Compiler Optimization - Chandler Carruth - Opening Keynote Meeting C++ 2015

演示稿：買粉絲s://meetingcpp.買粉絲/tl_files/mcpp/2015/talks/meetingcxx_2015-understanding_買粉絲piler_optimization_themed_買粉絲py.pdf

錄像：買粉絲s://買粉絲.youtube.買粉絲/watch?v=FnGCDLhaxKU（打不開請自備工具…）

Agner Fog寫的優化手冊也永遠是值得參考的文檔。其中的C++優化手冊：

Optimizing software in C++ - An optimization guide for Windows, Linux and Mac platforms - Agner Fog

要稍微深入一點的話，GCC和LLVM的文檔其實都對各自的內部實現有不錯的介紹。

GCC：GNU Compiler Collection (GCC) Internals

LLVM：LLVM’s Analysis and Transform Passes

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反模式（anti-patterns）

1. 為了“優化”而減少源碼中局部變量的個數

這可能是最沒用的手工“優化”了。特別是遇到在高級語言中“不用臨時變量來交換兩個變量”這種場景的時候。

看另一個問題有感：有什么像a=a+b;b=a-b;a=a-b;這樣的算法或者知識？ - 編程

2. 為了“優化”而把應該傳值的參數改為傳引用

（待續…）

【以下解答】

推薦讀一讀這里的幾個文檔：

Software optimization resources. C++ and assembly. Windows, Linux, BSD, Mac OS X

其中第一篇：買粉絲://買粉絲.agner.org/optimize/optimizing_cpp.pdf

講解了C++不同領域的優化思路和問題，還有編譯器做了哪些優化，以及如何代碼配合編譯器優化。還有優化多線程、使用向量指令等的介紹，推薦看看。

感覺比較符合你的部分需求。

【以下解答】

一份比較老的slides：

買粉絲://買粉絲.fefe.de/source-買粉絲de-optimization.pdf

【以下解答】

利用C++11的range-based for loop語法可以實現類似python里的range生成器，也就是實現一個range對象，使得

for(買粉絲 i : range(start, stop, step))

【以下解答】

我覺得都不用現代。。。。寄存器分配和指令調度最智能了

【以下解答】

每次編譯po買粉絲庫的時候我都覺得很為難GCC

【以下解答】

有些智能并不能保證代碼變換前后語義是等價的

【以下解答】

誒誒，我錯了各位，GCC是可以借助 SSE 的 xmm 寄存器進行優化的，經 @RednaxelaFX 才知道應該添加 -march=native 選項。我以前不了解 -march 選項，去研究下再來補充為什么加和不加區別這么大。

十分抱歉黑錯了。。。以后再找別的點來黑。

誤導大家了，實在抱歉。(??ˇ?ˇ??)

/

***以下是并不正確的原答案

***/

我是來黑 GCC的。

最近在搞編譯器相關的活，編譯OpenSSL的時候有一段這樣的代碼：

BN_ULONG a0,a1,a2,a3; // EmmetZC 注：BN_ULONG 其實就是 unsigned longa0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;

【以下解答】

提示:找不到對象

【以下解答】

忍不住抖個機靈。

私以為正常寫代碼情況下編譯器就能優化，才叫智能編譯器。要程序員絞盡腦汁去考慮怎么寫代碼能讓編譯器更好優化，甚至降低了可讀性，那就沒有起到透明屏蔽的作用。

智能編譯器應該是程序猿要較勁腦汁才能讓編譯器不優化。

理論上是這樣的。折疊我吧。

【以下解答】

編譯器智能到每次我都覺得自己很智障。

【以下解答】

雖然題主內容里是想問編譯器代碼性能優化方面的內容，但題目里既然說到編譯器的的智能，我就偏一下方向來說吧。

有什么更能展示編譯器的強大和智能？

自然是c++的模版元編程

template meta programming

簡單解釋的話就是寫代碼的代碼，寫的還是c++，但能讓編譯器在編譯期間生成正常的c++代碼。

沒接觸過的話，是不是聽上去感覺就是宏替換的加強版？感覺不到它的強大呢？

只是簡單用的話，效果上這樣理解也沒什么

但是一旦深入下去，尤其翻看大神寫的東西，這明明看著就是c++的代碼，但TM怎么完全看不懂他在干什么？后來才知道這其實完全是另外一個世界，可是明明是另外一個世界的東西但它又可以用來做很多正常c++能做的事....

什么？你說它好像不能做這個，不能做那個，好像做不了太多東西，錯了，大錯特錯。就像你和高手考試都考了100分的故事一樣，雖然分數一樣，但你是努力努力再努力才得了滿分，而高手只是因為卷面分只有100分.....在元編程面前，只有想不到，沒有做不到。

再回頭看看其他答案，編譯器順手幫你求個和，丟棄下無用代碼，就已經被驚呼強大了，那模板元編程這種幾乎能在編譯期直接幫你“生成”包含復雜邏輯的c++代碼，甚至還能間接“執行”一些復雜邏輯，這樣的編譯器是不是算怪獸級的強大？

一個編譯器同時支持編譯語法相似但結果不同卻又關聯的兩種依賴語言，這個編譯器有多強大多智能？

寫的人思維都要轉換幾次，編譯器轉著圈嵌著套翻著番兒地編譯代碼的代碼也肯定是無比蛋疼的，你說它有多強大多智能？

一個代碼創造另外一個代碼，自己能按照相似的規則生成自己，是不是聽上去已經有人工智能的發展趨勢了？

上帝說，要有光，于是有了光。

老子曰，一生二，二生三，三生萬物。

信c++，得永生！

===

FBI WARNING：模板元編程雖然很強大，但也有不少缺點，尤其對于大型項目，為了你以及身邊同事的身心健康，請務必適度且謹慎的使用。勿亂入坑，回頭是岸。

【以下解答】

c++11的買粉絲自動類型推斷算么....

【以下解答】

智能到開不同級別的優化，程序行為會不同 2333

【以下解答】

這個取決于你的水平

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