编译器优化代码都干了些什么不为人知的事情？

Posted 2021-04-26 程序人生

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首先介绍两个优化概念

常量传播

将编译期间可计算出结果的变量转换成常量，减少了变量的使用。

[cpp] view plain copy print?
int main()  
{  
     int nVar = 1;  
     printf("nVar = %d \n", nVar);  
}

变量 nVal 是一个在编译期间可以计算出结果的变量，借助常量传播代码等价于：

[cpp] view plain copy print?
int main()  
{  
     printf("nVar = %d \n", 1);  
}

常量折叠

当计算公式中出现多个变量进行计算的情况时，且编译器可以在编译期间计算出结果时，用结果代替所有的常量计算。

[cpp] view plain copy print?
int main()  
{       
     int nVar = 1 + 6 - 2 + 1 * 2;  
     printf("nVar = %d \n", nVar);  
}

"1 + 6 - 2 + 1 * 2"的值可以再编译过程中计算出来，所以编译器会将计算的结果代替原表达式

[cpp] view plain copy print?
int main()  
{  
     int nVar = 7;  
     printf("nVar = %d \n", nVar);  
}

此时变量 nVar 是一个在编译期间可计算出结果的变量，在借助「常量传播」等价于：

[cpp] view plain copy print?
int main()  
{  
     printf("nVar = %d \n", 7);  
}

下面我们把变量的初始值修改为一个在编译期间无法确定的值，命令行参数的个数 argc，编译器无法在编译过程中得知结果，所以变量也就不会被常量替换掉。

argc 的含义是 argument count：它是一个 int 行变量，表示传递给 main 函数的参数数量；

argv 的含义是 argument value(值)：它是一个指向字符串的指针数组，每个指针元素指向各个具体的参数；

[cpp] view plain copy print?
#include <stdio.h>  
  
int main(int argc, char* argv[])  
{  
                int nVarOne = argc ;  
                int nVarTwo = argc ;  
  
               nVarOne = nVarOne + 1;  
               nVarOne = 1 + 2;  
               nVarOne = nVarOne + nVarTwo;  
               printf( "nVarOne = %d \n" ,nVarOne);  
                return 0;  
}

优化后：

[cpp] view plain copy print?
#include <stdio.h>  
  
int main(int argc, char* argv[])  
{  
//             int nVarOne = argc; 被常量代替  
//             int nVarTwo = argc; 后面没有对nVarTwo修改 等价于引用argc nVarTwo被删掉(复写传播)  
//  
//             nVarOne = nVarOne + 1; 可计算 被删除  
//             nVarOne = 1 + 2;   常量折叠 等价于nVarOne = 3;  
//             nVarOne = nVarOne + nVarTwo; 常量传播 复写传播等价于 nVarOne = 3 + argc;  
  
//             printf("nVarOne = %d \n",nVarOne);  
//  在输出之前没有对nVarOne进行操作输出等价于  
               printf( "nVarOne = %d \n" ,3 + argc );  
                return 0;  
}

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