C 编程：从汇编程序的角度来看 ++i 和 i=i+1 之间的区别？答案

【问题标题】：C Programming: difference between ++i and i=i+1 from an assembler point of view?C 编程：从汇编程序的角度来看 ++i 和 i=i+1 之间的区别？
【发布时间】：2010-10-26 10:40:37
【问题描述】：

这是一个面试问题。我说他们是一样的，但这被判定为错误的反应。从汇编程序的角度来看，有什么可以想象的区别吗？我用默认的 gcc 优化和 -S 编译了两个简短的 C 程序来查看汇编器输出，它们是相同的。

【问题讨论】：

面试官说的正确答案是什么？
也许他混淆了++i和i++？
但是即使 ++i 和 i++ 使用没有赋值也应该（使用好的优化器）编译成相同的，不是吗？

标签： c compiler-construction assembly compilation compiler-optimization

【解决方案1】：

面试官可能想要这样的答案：

i=i+1 必须加载i 的值，将其加一，然后将结果存储回i。相比之下，++i 可以使用一条汇编指令简单地增加值，因此理论上它可能更有效。但是，大多数编译器会优化掉差异，生成的代码会完全一样。

FWIW，您知道如何看待汇编这一事实使您成为比我多年来采访过的 90% 的人更好的程序员。放心吧，您不必与面试您的无知失败者一起工作。

【讨论】：

从汇编的角度来看确实如此，但所有 x86 处理器都会对两个指令序列执行相同的操作 - inc [memadr] 无论如何都需要将值加载到隐藏寄存器。但是会发出不同数量的代码。
我希望一个体面的编译器能够看到它在 LHS 和 RHS 中是相同的 i 并生成相同的代码。
现代 SSA 编译器不会重写整个语句吗？第一条语句变为 i_2=i_1+1，第二条语句也变为 i_2=i_1+1。 i_1 和 i_2 变量可能没有分配到相同的寄存器。
对于int i，如果您的编译器为这些语句中的任何一个生成次优的asm（当然启用了优化），这是一个错误，应该修复。我们关心的主流 ISA（gcc、clang、MSVC、ICC）的编译器都很好。没有理由期望这个 C 语句编译为任何特定的 asm：取决于周围的代码循环可以展开，或者增量可以折叠到其他操作中。
_Atomic int i 不一样，但这基本上就像 C++ 的重载运算符。

【解决方案2】：

看起来你是对的，他们错了。我在一次求职面试中遇到了类似的问题，我给出了被认为不正确的正确答案。

我自信地与我的面试官争论了这一点，他显然对我的无礼感到生气。我没有得到这份工作，但话又说回来，在“无所不知”的人手下工作也不是那么理想。

【讨论】：

值得争论——我有同样的经历，指出面试官错在哪里以及为什么错了，然后得到了这份工作。
同意。给出正确的答案总是比你认为面试官想要的要好。优秀的面试官会希望雇佣比他们更聪明的人。

【解决方案3】：

你可能是对的。一个天真的编译器可能会这样做：

++i to inc [ax]

和

i = i + 1 to add [ax], 1

但任何半明智的编译器只会优化在第一个版本中添加 1。

这一切都假设相关架构具有 inc 和 add 指令（就像 x86 一样）。

【讨论】：

我会在采访中发表这样的评论。如果可用， ++i 肯定会使用增量指令，而 i = i + 1 在幼稚的编译器中可能不会这样做，但应该由体面的编译器进行优化以执行相同的操作。
两个汇编器操作都无效，方括号表示通过 AX 访问内存插槽。也没有 inc ax 指令 - 必须使用 add 1 to AX。
使用 ++i 表明您知道其中的区别。尝试说出你的真实意思总是一个好习惯。
@mP。两者都是正确的。 inc [ax] 表示递增 ax 寻址的内存，而 inc ax 表示递增 ax 本身。
值得注意的是 ++i（或 i++，或 i=i+1）并不总是映射到 inc 指令。如果 i 是指向 int 的指针，则 ++i 将与 add i, 4 相同，因为 i 需要指向下一个 int，即 4 字节宽。如果 i 指向 long，则 ++i 将与 add i,8 相同，原因相同。

【解决方案4】：

为了保护面试官，上下文就是一切。 i的类型是什么？我们是在谈论 C 还是 C++（或其他类似 C 的语言）？你有没有得到：

++i;
i = i + 1;

还是有更多的上下文？

如果有人问我这个问题，我的第一反应会是“我易变吗？”如果答案是肯定的，那么差异是巨大的。如果不是，则差异很小且语义上的差异，但实际上没有差异。就是解析树的区别，以及生成的子树的最终意义。

所以听起来你在务实方面是正确的，但语义/批判性思维方面是错误的。

为了攻击面试官（没有上下文），我不得不想知道这个问题的目的是什么。如果我问这个问题，我想用它来了解候选人是否知道细微的语义差异、如何生成解析树、如何批判性地思考等等。我通常会问我的面试者一个 C 问题，几乎每个候选人都会出错 - 这是设计使然。我实际上并不关心问题的答案，I care about the journey that I will be taking with the candidate 以达成理解，它告诉我的不仅仅是一个琐事问题的正确/错误。

【讨论】：

那是知识产权。
您认为volatile int i 的区别到底是什么？它们都与大多数编译器编译相同。 C标准/as-if规则没有指定任何关于使用单个指令（原子wrt。中断但不是其他内核）进行内存目标增量的任何内容。 GCC 确实错过了使用 volatile 的 x86 的单个 memory-dst 指令执行 ++i 或 i=i+1 的优化，但 clang 对易失性和非易失性都进行了优化：godbolt.org/z/j46qGF .因此，对于这两种编译器，++i 和 i=i+1 之间仍然没有区别，仅适用于 volatile 与 non
是否有一个嵌入式编译器让volatile 使++i 有很大不同？

【解决方案5】：

在 C++ 中，这取决于 i 是 int 还是 object。如果它是一个对象，它可能会生成一个临时实例。

【讨论】：

true，但问题指定问题在 C 中
并假设对象的类重载了++操作符
AFAIK 如果 ++ 没有重载，这是真的。

【解决方案6】：

上下文是这里的主要内容，因为在优化的版本构建中，如果 i++ 可用于简单的 [inc eax]，编译器将优化它。而像 int some_int = i++ 这样的东西需要将 i 值存储在 some_int FIRST 中，然后才增加 i。

【讨论】：