过早的优化还是我疯了？答案

【问题标题】：Premature optimization or am I crazy?过早的优化还是我疯了？
【发布时间】：2011-03-27 07:48:46
【问题描述】：

我最近在 comp.lang.c++ 上看到了一段代码，它从函数中返回了一个静态整数的引用。代码是这样的

int& f()
{
   static int x;
   x++;
   return x;
}

int main()
{
  f()+=1; //A
  f()=f()+1; //B
  std::cout<<f();

}

当我使用我很酷的 Visual Studio 调试器调试应用程序时，我只看到一个对语句 A 的调用，我猜我很震惊。我一直认为i+=1 等于i=i+1 所以 f()+=1 将等于 f()=f()+1，我会看到两个对 f() 的调用，但我只看到一个。这是什么鬼？是我疯了，还是我的调试器疯了，或者这是过早优化的结果？

【问题讨论】：

static int x 未初始化。
不过，这与问题无关。
@Rambo：我想你在谈论这个话题：groups.google.com/group/comp.lang.c++.moderated/browse_thread/…
@Kirill：如果您不指定其他值，静态变量将被初始化为零。实际上，如果您想获得技术知识，无论如何它们都是零初始化的，并且只有在您指定之后才初始化为其他值（同一变量可以合法地初始化两次为两个不同值的罕见地方之一。
就术语而言，“过早优化”必然是判断错误，并且仅适用于程序员所做的优化（试图优化对程序速度没有显着影响的东西，并使东西不可读或在此过程中更难维护）。编译器的优化对源代码没有影响，因此要么正确要么不正确（一个错误）。

标签： c++ reference premature-optimization

【解决方案1】：

i+=1在功能上与i=i+1 相同。它实际上以不同的方式实现（基本上，它旨在利用 CPU 级别的优化）。

但本质上，左侧只被评估一次。它会产生一个非常量的左值，这就是读取该值、加一个并将其写回所需的全部内容。

当您为自定义类型创建重载运算符时，这一点更为明显。 operator+= 修改 this 实例。 operator+ 返回一个新实例。一般建议（在C++中）先写oop+=，再根据它写op+。

（注意这仅适用于 C++；在 C# 中，op+= 与您假设的完全一样：只是 op+ 的简写，您无法创建自己的 op+=。它会自动为您创建Op+)

【讨论】：

【解决方案2】：

在我见过的每一种支持 += 运算符的语言中，编译器都会计算一次左侧的操作数以产生某种类型的地址，然后使用该地址来读取旧值并写入新值一。 += 运算符不仅仅是语法糖；正如您所注意到的，它可以实现通过其他方式难以实现的表达式语义。

顺便说一句，vb.net 和 Pascal 中的“With”语句都具有相似的功能。像这样的声明：

' Assime Foo 是某种结构的数组，Bar 是一个函数，Boz 是一个变量。与 Foo(酒吧(Boz)) .Fnord = 9 .嘎嘎= 10 结束于将计算 Foo(Bar(Boz)) 的地址，然后将该结构的两个字段设置为值 9 和 10。它在 C 中相当于 { FOOTYPE *tmp = Foo(Bar(Boz)); tmp->Fnord = 9； tmp->嘎嘎= 10； }

但是 vb.net 和 Pascal 不公开临时指针。虽然在 VB.net 中不使用“With”来保存 Bar() 的结果也可以达到相同的效果，但使用“With”可以避免临时变量。

【讨论】：

显然例如正如 James 在他的回答中指出的那样，C# 两次评估 LHS。

【解决方案3】：

f() 返回对静态整数的引用。然后+= 1 给这个内存位置加一——不需要在语句 A 中调用两次。

【讨论】：

【解决方案4】：

这就是标准对+= 和朋友的评价：

5.17-7：形式为 E1 op= E2 的表达式的行为等价于 E1 = E1 op E2 除了 E1 是只评估一次。[...]

所以编译器是正确的。

【讨论】：

不错的发现。 _______________ :-)

【解决方案5】：

你的想法是合乎逻辑的，但不正确。

i += 1;
// This is logically equivalent to:
i = i + 1;

但逻辑上等价和相同是不一样的。
代码应该看起来像这样：

int& x = f();
x += x;
// Now you can use logical equivalence.
int& x= f();
x = x + 1;

编译器不会进行两次函数调用，除非您明确地将两个函数调用放入代码中。如果你的函数有副作用（就像你做的那样）并且编译器开始添加额外的难以查看的隐式调用，那么实际上很难理解代码的流程，从而使维护变得非常困难。

【讨论】：