C++性能优化笔记-7-编译器中的优化-1-编译器如何优化代码

编译器如何优化

现代编译器能够对代码做很多修改，以提高性能。了解编译器可以做什么，不可以做什么，对开发者来说是有用的。下边的小节描述了开发者需要了解的一些编译器优化的内容。

函数内联

编译器可以用被调用函数体来替换原来的函数调用。例子：

// Example 8.1a
float square (float a) {
   
   
      return a * a;
}

float parabola (float x) {
   
   
      return square(x) + 1.0f;
}

编译器可以用square里的代码替换对square的调用：

// Example 8.1b
float parabola (float x) {
   
   
      return x * x + 1.0f;
}

函数内联的好处有：

• 消除了调用与返回以及参数传递的开销。
• 代码缓存更好，因为代码变得连续。
• 如果被内联函数仅有一处调用，代码变得更小。
• 函数内联可以为其他优化创造机会，如下面解释那样。

函数内联的坏处是，如果被内联函数有多处调用且该函数大，代码变得更大。如果函数小且仅从一处或少数几个地方调用，编译器很可能内联它。

常量折叠和常量传播

仅包含常量的表达式或子表达式将被计算后的结果替代。

指针消除

如果指向目标已知，指针或引用可以被消除。例子：
。。。

公共子表达式消除

如果同一个子表达式出现多次，编译器可能仅计算一次。例子：
。。。

寄存器变量

最常用的变量保存在寄存器里（参考寄存器存储）。

在32位系统中，整数寄存器变量最大数量是大约6个，在64位系统中是14个。
在32位系统中，浮点寄存器变量最大数量是8个，在64位系统中是16个（如果AVX512指令集可用，则是32个）。在32位系统中，某些编译器创建浮点寄存器变量有困难，除非启用SSE2（或更新的）指令集。