C++ 是什么阻止gcc优化此函数？

在我的一节课上，我们讨论了编译器如何很好地优化我们自己糟糕的代码

我正在测试它，并编写了以下两个非常可怕的函数

unsigned int add2 (unsigned int a, unsigned int b) {
    unsigned int sum = a;
    for (int i = 0; i < b; i++) {
        sum++;
    }
    return sum;
}

unsigned int mul2 (unsigned int a, unsigned int b) {
    unsigned int result = 0;
    for (int i = 0; i < a; i++) {
        result = add2(result, b);
    }
    return result;
}

unsigned int add2（unsigned int a，unsigned int b）{
无符号整数和=a；
对于（int i=0；i

使用

-O3

或

-Ofast

编译时，

add2

函数直接编译为简单的加法。然而，

mul2

函数的指令和分支非常混乱。我不会单独考虑这个问题，但是如果你把这个调用改为<代码> ADD2<代码>，简单地添加<代码>结果< /代码>和<代码> b>代码>编译器将它直接优化为一个乘法指令。p> 这看起来很奇怪，因为编译器本质上认为

add2

是一个加法，而编译器认为

mul2

是一个乘法，为什么当它们组合在一起时它不能正确地优化它呢

更明确地显示这一点

编辑：

我更感兴趣的是，通过编译将

-Os

编译为标准乘法指令来优化空间。这似乎意味着另一个版本更快，这似乎没有任何意义

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输出显示代码在其当前形式下是正确的，至少对于琐碎的输入是正确的。

代码非常好-它以优化的方式完全按照您的要求执行。但是，mul2中有一个逻辑错误。考虑代码纠正时的输出：@ ReHaveHdges，我添加了一个链接，该版本生成一个控制台输出进行测试，正如您将看到的，更改为+=产生不正确的结果作为结果，B已经被添加到ADD2功能中，是的，我的歉意。我看错了。有趣的是，-O2的代码也比-O3短。看起来-O3更喜欢展开循环，而不是用乘法替换多个加法。确实很有趣。然而，我不想说“一堆糟糕的指令”，因为它只是内联函数

add2

（我用ARM编译器看了一下，因为我更喜欢它）。可能只是GCC优化算法的一个限制，但很难理解根本原因。根据我的经验，通常很难理解所做的优化，即使这些优化显然有99%的时间是合理的。无论是加法还是乘法，替换都是在SCCP过程中完成的。当add2（尚未优化）内联到mul2中时，SCCP确实能够优化加法，但是我们可能需要几个过程来清理这些内容，然后重新运行SCCP来优化乘法。这并没有做到，因为它会增加编译时间以获得很少的收益。如果您愿意，您仍然可以在gcc的bugzilla上提交一个增强请求，也许有一些简单的技巧可以让SCCP优化外部循环。