C++ clang vs gcc-优化，包括新操作符

我有一个简单的例子进行测试，我注意到当涉及到操作符new时，gcc优化（-O3）似乎不如铿锵优化。我想知道可能存在什么问题，是否有可能迫使gcc以某种方式生成更优化的代码

template<typename T>
T* create() { return new T(); }

int main() {
    auto result = 0;
    for (auto i = 0; i < 1000000; ++i) {
        result += (create<int>() != nullptr);
    }

    return result;
}


#clang3.6++ -O3 -s --std=c++11 test.cpp
#size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1324     616       8    1948     79c a.out
#time ./a.out 
real 0m0.002s
user 0m0.001s
sys  0m0.000s

#gcc4.9 -O3 -s --std=c++11 test.cpp
#size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1484     624       8    2116     844 a.out
#time ./a.out
real 0m0.045s
user 0m0.035s
sys  0m0.009s

模板
T*create（）{返回新的T（）；}
int main（）{
自动结果=0；
用于（自动i=0；i<1000000；++i）{
结果+=（创建（）！=nullptr）；
}
返回结果；
}
#clang3.6++-O3-s--std=c++11 test.cpp
#尺码a
文本数据bss dec十六进制文件名
1324 616 8 1948 79c a.out
#时间到了
实0.002s
用户0m0.001s
系统0m0.000s
#gcc4.9-O3-s--std=c++11 test.cpp
#尺码a
文本数据bss dec十六进制文件名
148462482116844 a.out
#时间到了
实际0.045s
用户0.035s
系统0m0.009s

上面的例子只是我一开始测试的代码的一个简单版本， 但它仍然说明了gcc/clang之间的区别。 我也检查了汇编代码，在大小上没有很大的差别，但在性能上肯定有差别。另一方面，可能clang正在做一些不允许的事情？

如果我们将此代码插入，我们可以看到

clang

将代码优化为：

main:                                   # @main
movl    $1000000, %eax          # imm = 0xF4240
ret

而

gcc

不执行此优化。那么问题是这是一个有效的优化吗？这是否遵循《程序执行》（强调我的）一节中所述的《程序执行》中的《如同规则》

本国际标准中的语义描述定义了 参数化非确定性抽象机器。这个国际 标准对一致性的结构没有要求 实现。特别是，它们不需要复制或模仿 抽象机器的结构。相反，一致性实现 需要模拟（仅）抽象的可观察行为 机器如下所述。5

其中注释

5

表示：

这一规定有时被称为“仿佛”规则，因为 实施可自由忽略本协议的任何要求 只要符合国际标准，结果就如同要求 根据可观察到的情况，已被遵守 程序的行为。例如，实际的实现需要 如果表达式可以推断其值为 未使用，且无影响患者可观察行为的副作用 节目制作完成了

---

因为

new

可能引发异常，该异常将具有可观察的行为，因为它将改变程序的返回值

R.MartinhoFernandes认为，何时抛出异常是实现细节，因此

clang

可以决定此场景不会导致异常，因此省略

new

调用不会违反

规则。对我来说，这似乎是一个合理的论点

但正如T.C.所指出的：

替换全局运算符new可以在不同的转换单元中定义

Casey提供了一个示例，显示即使当
clang
看到有替代品时，它仍然会执行此优化，即使有丢失的副作用。因此，这似乎是过于激进的优化

注意，.
看来，clang是在根据C++14中包含的更改规则优化内存分配。N3664允许通过合并分配或完全取消分配来减少对分配/解除分配函数的调用次数。
其基本原理是，没有关于机器可能拥有多少内存的规则，该语言也没有提供任何方法来检查分配或释放的内存量（请注意POSIX确实定义了mallinfo）。在这里，我们在一个具有无限内存的抽象机器上模拟您的程序，在这个机器上分配连续成功。或者至少，无限内存用于此循环中的分配，但不用于整个程序。无论如何，我知道有两个很好的反对意见

首先，考虑它是否是Maloc而不是算子new。C99规范状态：
malloc函数为大小由size指定且值不确定的对象分配空间。malloc函数返回空指针或指向所分配空间的指针

编译malloc（）“总是成功”似乎符合该规范。但如果您调用它的次数超过了我们实际可以为其创建指针的次数，并且只有在失败时才退出循环，该怎么办？一种可能的解决方法是注意，在抽象机器定义中没有规则规定64位指针只能容纳264个可能值，只是没有提供任何方法构建超出此范围的值。看来实现可能会随意创建这样的东西。我个人觉得这个答案不令人满意

考虑到我们还优化了一些东西，比如
“T*t1=newt；T*t2=（T*）rand（）；”
通过假设
t1
可能不是别名
t2
。不管rand是否选择了正确的地址，或者你是否遍历了整个地址空间，一旦我们证明t1的地址没有反馈到t2，我们应该能够得出结论，它们引用不同的对象。虽然我希望这是标准工作的方式ked，这就是编译器的工作原理，我不知道有哪种标准支持这一立场。这可能会成为未来论文的主题

其次，运算符new不是malloc，它是一个可替换的函数。正如Casey在回复中所建议的，我们打算遵循中的规则（尽管我认为clang对待新表达式的方式与显式调用运算符new的方式没有什么不同）