编译器会优化转义内部循环吗？

Question

我的代码看起来像这样（显示了 done 的所有用法）：

bool done = false;
for(int i = 0; i < big; i++)
{
  ...
  for(int j = 0; j < wow; j++)
  {
    ...
    if(foo(i,j))
    {
       done = true;
       break;
    }
    ...
  }
  if(done) break;
  ...
}

任何编译器都会把它转换成这个：

for(int i = 0; i < big; i++)
{
  ...
  for(int j = 0; j < wow; j++)
  {
    ...
    if(foo(i,j))
      goto __done; // same as a labeled break if we had it
    ...
  }
  ...
}
__done:;

注意：虽然我最感兴趣的是 if(done)break; 是否被绕过并作为死代码删除，但我也对它和 done 是否被完全删除感兴趣。 p>

Answer 1

我并不想刻薄，但是……这有关系吗？一般来说，我认为最好让编译器完成他们的工作，而这项工作是根据您的源代码生成“最佳”（请注意，“最佳”可能会因您的需要而异）编译代码。代码中的任何性能考虑都应该通过分析器和算法复杂性的良好工作知识来识别。

如果您只是好奇，请忽略此评论。但是，如果您的意图是以某种方式优化您的代码，那么我认为还有更好的途径。

Answer 2

我已尝试使用 GCC 4.2.1 进行以下操作：

// Prevent optimizing out calls to foo and loop unrolling:
extern int big, wow;
bool foo(int,int);

void
bar()
{
    int done = false;
    for(int i = 0; i < big; i++)
    {
        for(int j = 0; j < wow; j++)
        {
            if(foo(i,j))
            {
                done = true;
                break;
            }
        }
        if(done)
            break;
    }
}

...它直接通过-O3 发布：

  33:   e8 fc ff ff ff          call   34 <bar()+0x34> ; call to foo*
  38:   84 c0                   test   %al,%al
  3a:   74 e5                   je     21 <bar()+0x21> ; next loop iteration
  3c:   83 c4 10                add    $0x10,%esp
  3f:   5b                      pop    %ebx
  40:   5e                      pop    %esi
  41:   5d                      pop    %ebp
  42:   c3                      ret

*** 这是来自一个未链接的目标文件，call 34 实际上是对foo 的调用。

Answer 3

GNU 编译器就是这样做的，从优化级别 -O1 开始（我在 x86_64 上使用 gcc 4.5.1）

call    _Z3fooii  // al = foo(i,j)
testb   %al, %al
jne .L14
...

其中 .L14 是准确放置在您放置 __done 的位置的标签：

一个更好的问题可能是：哪个现代编译器不执行这种优化？

Answer 4

显然这取决于编译器。当您不确定时，最好的办法是查看编译器的汇编输出（所有流行的编译器都有一个开关）。即使你不熟悉汇编，你至少可以将调试版本与优化版本进行比较。

话虽如此，这是goto 不是一个坏主意的少数情况之一。随意使用它来打破内部循环。

编辑

刚刚在VS2010中尝试了以下，它确实优化了外部条件：

bool done = false;
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
    for(int j = 0; j < 10; j++)
    {
        if(i == 7 && j == 3)
        {
            done = true;
            break;
        }
    }
    if(done) break;
}
return 0;