C++编译器优化

1、volatile：

易变性：volatile告诉编译器，某个变量是易变的，当编译器遇到这个变量的时候，只能从变量的内存地址中读取这个变量，不可以从缓存、寄存器、或者其它   任何地方读取。
顺序性：两个包含volatile变量的指令，编译后不可以乱序。注意是编译后不乱序，但是在执行的过程中还是可能会乱序的，这点需要由其它机制来保证，例如memory- barriers。
不可优化性：volatile告诉编译器，不要对这个变量进行各种激进的优化，甚至将变量直接消除，保证代码中的指令一定会被执行。

2、NRV（Named Return Value）优化：

函数返回一个类，例如下：

class X;

X bar()

{

X x1;
// 处理 x1..
return x1;

}

编译器实现：

// 函数实现

void bar(X& __result) // 加上一个额外参数

{

// 预留x1的内存空间
X x1;
// 编译器产生的默认构造函数的调用，
x1.X::X();
// 处理 x1..
// 编译器产生的拷贝操作
__result.X::X(x1);
return;

}

// 函数调用

X x2; // 这里只是预留内存，并未调用初始化函数

bar(x2);

NRV优化后：

void bar(X& __result)

{

// 调用__result的默认构造函数
__result.X::X();
// 处理__result
return;

}

3、循环内变量优化：

void test2(char *s);

void test()

{

int i;

for (i = 0; i < 10; i ++) {

char buf[256];
test2(buf); //调用test2是为了让编译器认为buf有用，以免被优化掉

}

}

汇编代码：

movl $10, %ebx

subl $272, %esp #分配272字节栈空间

leal -264(%ebp), %esi #取buf地址

.L2:

movl %esi, (%esp) #buf地址入栈

call test2 #调用test2

subl $1, %ebx

jne .L2 #循环未结束则跳到L2

该函数中，buf不会每次循环都生成，而是循环外生成，循环内不断的使用。

4、算数式优化

a*2被编译成a+a；无符号数a/2被编译成a>>1；有符号数a/2。

5、memset函数优化

memset函数常用来初始化大段内存，但对小数据来说memset能否保持足够高效呢？

看这段程序：

编译成汇编：

movl $0, -24(%ebp) #设置s1

movl $0, -20(%ebp)

movl $0, -16(%ebp)

movl $0, -12(%ebp)

call test2 #调用test2

leal -8216(%ebp), %edx #设置s2

xorl %eax, %eax

movl %edx, %edi

movl $2048, %ecx

rep stosl

movl %edx, (%esp) #调用test2

call test2

movl %ebx, (%esp) #设置s3

movl $8193, 8(%esp)

movl $0, 4(%esp)

call memset

movl %ebx, (%esp) #调用test2

call test2

当数据长度比较小时（如s1是16字节），memset被编译成连续的赋值语句；当数据长度不大于8KB时（如s2），memset用串操作指令来实现；当数据长度大于8KB时（如s3），memset被编译成函数调用。

串操作类指令:在内存一个存储区域连续存放着若干个字节（或字）数据，这样一组数据称为“数据串”（高级语言视为数组）。若每个数据是一个字节，称“字节串”；若是字，则称“字串”。串操作指令可以用来实现内存区域的数据串操作。串操作指令每次只处理数据串中的一个数据，但与重复前缀配合使用（重复前缀＋串操作指令），则可使操作重复进行（其执行过程相当于一个循环程序的运行，重复次数由寄存器CX决定）。