如何让 MSVC 编译器优化多步 POD 初始化？

Question

我已经制作了这个示例代码：

#include <vector>

struct POD {
    int a;
    int b;
    int c;

    inline static POD make_pod_with_default()
    {
        POD p{ 41, 51, 61 };
        return p;
    }

    inline void change_pod_a(POD &p, int a) {
        p.a = a;
    }

    inline void change_pod_b(POD &p, int b) {
        p.b = b;
    }

    static POD make_pod_with_a(int a) {
        POD p = make_pod_with_default();
        p.change_pod_a(p, a);
        return p;
    }

    static POD make_pod_with_b(int a) {
        POD p = make_pod_with_default();
        p.change_pod_b(p, a);
        return p;
    }
};

int main()
{
    std::vector<POD> vec{};
    vec.reserve(2);
    vec.push_back(POD::make_pod_with_a(71));
    vec.push_back(POD::make_pod_with_b(81));
    return vec[0].a + vec[0].b + vec[0].c + vec[1].a + vec[1].b + vec[1].c;
}

在编译后的汇编代码中，我们可以看到正在为第一个 vec.push_back(...) 调用生成以下指令：

...
mov      DWORD PTR $T2[esp+32], 41 ; 00000029H
...
mov      DWORD PTR $T2[esp+36], 51 ; 00000033H
...
mov      DWORD PTR $T5[esp+32], 71 ; 00000047H
...
mov      DWORD PTR $T6[esp+44], 61 ; 0000003dH
...

71 有一个到 [esp+32] 的 mov，但是 41 的到 [esp+32] 的 mov 仍然存在，没用！我怎样才能为 MSVC 编写能够实现这种优化的代码，MSVC 甚至能够做到吗？

GCC 和 CLANG 都提供了更优化的版本，但是 CLANG 以一种非常干净和合乎逻辑的方式在几乎没有开销的情况下大幅失败：

CLANG 生成代码：

main: # @main
push rax
mov edi, 24
call operator new(unsigned long)
mov rdi, rax
call operator delete(void*)
mov eax, 366
pop rcx
ret

一切都是在编译时完成的 71 + 51 + 61 + 41 + 81 + 61 = 366！ 我必须承认，看到我的程序在编译时被计算并且仍然在程序集中对 vec.reserve() 的调用很痛苦……但是到目前为止，CLANG 仍然占了上风！加油 MSVC，这不是 volatile 的向量。

Answer 1

如果你把你的方法转为constexpr，你可能会这样做：

constexpr POD step_one()
{
    POD p{2, 5, 11};
    p.b = 3;
    return p;
}

constexpr void step_two(POD &p)
{
    p.c = 5;
}

constexpr POD make_pod(){
    POD p = step_one();
    step_two(p);
    return p;
}

POD make_pod_final()
{
    constexpr POD res = make_pod();
    return res;
}

导致：

make_pod_final PROC
    mov      eax, DWORD PTR $T1[esp-4]
    mov      DWORD PTR [eax], 2
    mov      DWORD PTR [eax+4], 3
    mov      DWORD PTR [eax+8], 5
    ret      0

Demo