迭代函数的 GCC 优化答案

【问题标题】：GCC optimization of iterative functions迭代函数的 GCC 优化
【发布时间】：2015-04-25 16:08:04
【问题描述】：

对于递归和迭代版本，我有以下斐波那契代码：

#include <stdio.h>

typedef long long INT;

long long recursive (long long i) {
    if (i == 0) return 0;
    if (i == 1) return 1;
    return recursive (i-1) + recursive (i-2);
}


long long iterative (long long i) {
    INT counter = i-1;
    INT fib1 = 0;
    INT fib2 = 0;

    // first iteration
    fib1 = 0;
    fib2 = 1;

    while (counter > 0) {
        INT temp1 = fib1;
        INT temp2 = fib2;
        fib1 = fib2;
        fib2 = temp1 + temp2;

        counter--;
    }

}

int main (int argc, char **argv) {

    printf("Result: %lli\n", iterative(10));

    return 0;
}

我尝试使用 GCC -O2 优化对其进行编译，以查看递归是否会比迭代执行得更好，但我注意到一个有趣的现象：使用 -O2 编译时，迭代函数输出 0 而如果编译时不带标志，它输出正确的数字。

gcc -O2 fibonacci.c -o fib && ./fib: Result: 0

gcc fibonacci.c -o fib && ./fib: Result: 55

【问题讨论】：

你不会在迭代中返回结果。
... 这给了你未定义的行为。打开这些警告！ -Wall -Wextra -Werror -pedantic -std=c99（或其他标准版本）
是的，就是这样。那么为什么我在没有优化的情况下编译它会起作用呢？
这就是未定义行为的作用。任何事情都有可能发生。当函数实际上没有返回任何东西时，包括一个给出你期望的结果的函数。
而且你没有对递归和迭代进行公平的比较。当结果为 n 时，递归斐波那契实现使 n 次递归调用递归 (1)。

标签： c gcc optimization

【解决方案1】：

递归将比迭代或尾递归版本慢（通常会针对迭代版本进行优化）。两者的例子都在这个线程中：

Fibonacci Computation Time

【讨论】：

【解决方案2】：

您的迭代循环也不是最理想的，它使用了比需要更多的分配。这样就足够了：

int sum = fib1 + fib2;
fib1 = fib2;
fib2 = sum;

当然，您可以在开始时为 fib1/fib2 分配初始值，而不是先初始化为 0，然后再分配。

【讨论】：

那些是相关的样式cmets，但显然编译器知道它没有区别。

【解决方案3】：

你不是return-ing 来自long long iterative (long long i) 的任何东西。你应该在每个非void 函数的末尾放置一个return 语句，否则你会得到UB（未定义的行为）。

但是，该函数仍可能“返回”某些内容。它将“返回”处理器寄存器中用于从函数返回值的任何内容，这可能是您对return 的意思，也可能不是。

【讨论】：