为了方便和连贯，我倾向于使用常量表达式的数学函数（即log(x)/log(2) 而不是log(x)/0.3...）。由于这些函数实际上并不是语言本身的一部分，因此它们也没有在 math.h 中定义（仅声明），常量函数会在编译时预先计算，还是会在运行时被浪费地计算？
【问题讨论】：
标签： c math compile-time
这取决于编译器和优化标志。正如@AndrewyT 指出的那样，GCC 能够通过属性指定哪些函数是常量和纯函数，在这种情况下，答案是肯定的，它将内联结果，您可以轻松检查：
$ cat constant_call_opt.c
#include <math.h>
float foo() {
return log(2);
}
$ gcc -c constant_call_opt.c -S
$ cat constant_call_opt.s
.file "constant_call_opt.c"
.text
.globl foo
.type foo, @function
foo:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $4, %esp
movl $0x3f317218, %eax
movl %eax, -4(%ebp)
flds -4(%ebp)
leave
ret
.size foo, .-foo
.ident "GCC: (Ubuntu 4.3.3-5ubuntu4) 4.3.3"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
那里没有函数调用，只加载一个常量 (0x3f317218 == 0.69314718246459961 == log(2))
虽然我现在手头没有任何其他编译器可以尝试，但我认为您可以期望在所有主要的 C 编译器中都有相同的行为，因为这是一个微不足道的优化。
【讨论】：
log(1.0)，这会在 movl $0x0 , %eax 行中生成一个很好的简单常量 $0x0。
它们通常会在运行时进行计算（有关如何内联它们，请参阅其他答案），但我不一定会使用“浪费”这个词，除非它们很多和/或代码执行了很多次。
不要只输入常量值，而是创建一个 #define 或 const 变量来表达值的含义（PI、LOG_2 等）并使用它来代替。
例如：
#define LOG_2 0.30102999566
这不做任何计算，您可以根据您的环境（32 位和 64 位）将值指定为您想要或可以管理的任何精度。
【讨论】：
#define LOG_2 (log(2))，则在您使用LOG_2 的任何时候都会调用log()。 const 全局变量是一个非常更好的主意。
#define LOG_2 0.30102999（或者你想要多少 dp）
在库函数的情况下，一些编译器可能将这些函数实现为内在函数，这意味着编译器对函数有足够的了解，可以在编译时用常量替换调用。是否会这样做取决于编译器。在实践中，我经常注意到一些编译器不愿意在编译时预先计算浮点表达式，即使它们不涉及任何函数调用。
在一般情况下，通常它们不会也无法在编译时计算，假设编译器根本不了解这些函数，无法在编译时计算它们。也许它们有一些显着的运行时副作用？
一些编译器可能具有非标准的编译器相关扩展，允许用户向编译器提供有关函数的附加信息，以便编译器可以更好地优化函数调用，甚至确定给定的调用是否可以替换为编译时预计算。例如，GCC 编译器支持const 和pure 等函数attributes（GCC 特定扩展）。如果参数在编译时已知，则理论上可以用编译时预计算替换具有const 属性的函数调用。虽然我不能说 GCC 是否真的可以做到这一点。
在 C++（即使您的问题被标记为 C）语言中，一个计划中的新功能是 constexpr 声明说明符，它用于类似目的并且应该具有您描述的效果。
【讨论】：
一些编译器会在编译时评估它们，但不能保证这种行为（这样做也可能导致问题）。你需要检查你的编译器，看看它做了什么。
请注意，在许多系统上，log(2) 可通过 <math.h> 中的宏 M_LN2 获得。
【讨论】：
pow(2.0, 2.0)），我能够在两个不同的编译器（gcc，icc）上以严格模式获得此行为，因此（理论上）调用是side-假设用户没有替换他们自己的例程，则效果免费。虽然我同意您的分析，即编译器可能不应该这样做，但他们似乎完全愿意这样做 =/。如果某些编译器即使在标志受到影响时也会这样做，我也不会感到惊讶，因为编译器编写者通常对浮点状态的看法相当模糊。
这取决于。如果编译器可以像在运行时一样进行数学运算，并且如果执行了链接时间优化，并且如果库以某种中间形式保存，那么是可以的。
大多数编译器并没有做到这一切。
【讨论】：
这发生在运行时，因为函数的代码仅在链接步骤（发生在编译步骤之后）期间可用。
要优化步骤，请使用在使用之前初始化的全局变量。
【讨论】：