编译器优化代码都干了些什么不为人知的事情?
2018-02-23 00:00
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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。
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:
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。
"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
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:
编译器在 release 模式,会尝试使用常量替换掉变量,如果在程序的执行过程中,声明的变量没有没修改过,而且上下文中不存在对该变量的取地址和节间访问操作,那么这个变量就会被替换为常量。使用常量的好处是可以生成立即寻址的目标代码,减少内存的访问次数,提高效率。
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;
优化后:
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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); }
编译器在 release 模式,会尝试使用常量替换掉变量,如果在程序的执行过程中,声明的变量没有没修改过,而且上下文中不存在对该变量的取地址和节间访问操作,那么这个变量就会被替换为常量。使用常量的好处是可以生成立即寻址的目标代码,减少内存的访问次数,提高效率。
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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