C++ 为什么这个程序没有优化呢？

考虑以下简单程序（改编自）：

#包括
int main（int argc，字符**argv）{
int mul1[10]={4,1,8,6,3,2,5,8,6,7}；//总和=50
int mul2[10]={4,1,8,6,7,9,5,1,2,3}；//总和=46
intx1=std:：atoi（argv[1]）；
intx2=std:：atoi（argv[2]）；
int结果=0；
//对于mul1/mul2中的每个元素，用结果中的x1/x2累加乘积
对于（int i=0；i<10；++i）{
结果+=x1*mul1[i]+x2*mul2[i]；
}
返回结果；
}

我认为它在功能上等同于以下一个：

#include <cstdlib>

int main(int argc, char** argv) {
    int x1 = std::atoi(argv[1]);
    int x2 = std::atoi(argv[2]);

    return x1 * 50 + x2 * 46;
}

#包括
int main（int argc，字符**argv）{
intx1=std:：atoi（argv[1]）；
intx2=std:：atoi（argv[2]）；
返回x1*50+x2*46；
}

然而，而且似乎无法进行这样的优化，即使使用

-Ofast

。（顺便说一下，编译器之间生成的程序集有很大的不同！）。但是，当从方程中删除

mul2

和

x2

时，即使使用

-O2

，也能够执行类似的优化

---

是什么阻止了两个编译器将第一个程序优化为第二个程序？

完整的表达式太复杂了，甚至不适合叮当作响。如果将其拆分，则所有内容都会再次得到优化：

int result1 = 0;
int result2 = 0;

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    result1 += x1 * mul1[i];
    result2 += x2 * mul2[i];
}

std::cout << (result1 + result2);

int result1=0；
int result2=0；
对于（int i=0；i<10；++i）{
结果1+=x1*mul1[i]；
结果2+=x2*mul2[i]；
}
我不是编译器程序员，所以这只能是猜测。我想，答案是@dlask答案的一部分，也是当您从表达式中删除
x2
和
mul2
时，clang进行优化的一部分

编译器可以优化它所能做的一切。但我也认为优化编译器已经是一个庞大而复杂的程序，其中的bug可能会产生很高的后果，因为它们几乎是其他一切的基础（Python大多数当前的解释器都是用…C编写的）

因此，必须在优化器的效率和复杂性之间取得平衡，我认为这个示例程序对于gcc来说已经超出了它的范围，对于clang来说也差不多了。没有什么可以阻止他们进行这种优化，只是对于当前版本的编译器来说太复杂了。
@buttiful butefly在一般情况下，操作x1*mul1[i]会导致溢出，我很惊讶当您从等式中删除
x2*mul2[i]
时，clang能够优化循环。就我个人而言，我觉得人们不应该期望编译器优化器带来任何东西；收到的任何东西都是奖金@vlad溢出是UB，因此可以假定在优化时不会发生。@VLADFROMMOSCO也可以将溢出视为模运算，因此显示的优化应该产生相同的结果（即，（a1*x+a2*x）%overflow==（a1*x%溢出+a2*x%溢出）%overflow），这实际上不是一个简单的优化。是的，这是合法的，但它需要以正确的顺序传递一组非常复杂的优化器才能做到这一点。+1，但我不确定这是否是一个复杂的问题。优化是由编译器开发人员创建的，与任何其他程序员一样，他们也必须确定优先级。程序很少像示例中那样包含硬编码的数字，一个优秀的程序员无论如何都会手工优化代码。因此，让优化器处理这个特殊情况（以及一百万个与某些模型不完全匹配的其他简单情况）只是浪费资源。@eran我强烈不同意你的看法。有时，手工优化会降低可读性，从而降低可维护性。低可维护性会导致更大的资源浪费（时间）。生成最终代码是编译器的职责，所以它应该尽最大努力，利用可用的信息，生成最佳结果。
int result1 = 0;
int result2 = 0;

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    result1 += x1 * mul1[i];
    result2 += x2 * mul2[i];
}

std::cout << (result1 + result2);