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c++ - 优化器错误或编程错误？

coder 2023-11-17 原文

首先:我知道大多数优化错误是由于编程错误或依赖于可能根据优化设置(浮点值、多线程问题等)而改变的事实。

但是，我遇到了一个很难找到的错误，并且有点不确定是否有任何方法可以在不关闭优化的情况下防止此类错误的发生。我错过了什么吗？这真的是优化器错误吗？这是一个简化的示例:

struct Data {
  int    a;
  int    b;
  double c;
};

struct Test {
  void optimizeMe();

  Data m_data;
};

void Test::optimizeMe() {
  Data * pData; // Note that this pointer is not initialized!

  bool first = true;

  for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    if (first) {
      first = false;

      pData = &m_data;

      pData->a = i * 10;
      pData->b = i * pData->a;
      pData->c = pData->b / 2;
    } else {
      pData->a = ++i;
    } // end if
  } // end for
};

int main(int argc, char *argv[]) {
  Test test;
  test.optimizeMe();
  return 0;
}

当然，真正的程序要做的远不止这些。但这一切都归结为这样一个事实，即不是直接访问 m_data，而是使用了(以前未初始化的)指针。一旦我向 if (first) 添加足够多的语句-part，优化器似乎将代码更改为以下几行:
if (first) {
  first = false;

  // pData-assignment has been removed!

  m_data.a = i * 10;
  m_data.b = i * m_data.a;
  m_data.c = m_data.b / m_data.a;
} else {
  pData->a = ++i; // This will crash - pData is not set yet. 
} // end if

如您所见，它将不必要的指针取消引用替换为对成员结构的直接写入。但是它在 else 中没有这样做-分支。它还删除了 pData -任务。由于指针现在仍然未初始化，程序将在 else 中崩溃。 -分支。

当然这里还有很多可以改进的地方，所以你可能会责怪程序员:
  • 忘记指针并执行优化器的操作 - 使用 m_data直接地。
  • 将 pData 初始化为 nullptr - 这样优化器就知道 else如果从未分配过指针，-branch 将失败。至少它似乎解决了我的测试环境中的问题。
  • 将指针赋值移动到循环前面(有效地初始化 pData 与 &m_data ，然后它也可以是引用而不是指针(为了更好的度量)。这是有道理的，因为在所有情况下都需要 pData 所以有没有理由在循环内这样做。

    • 至少可以说，代码显然很臭，我并不是要“责怪”优化器这样做。但我要问:我做错了什么？该程序可能很丑陋，但它是有效的代码......

    我应该补充一点，我将 VS2012 与 C++/CLI 和 v110_xp-Toolset 一起使用。优化设置为/O2。还请注意，如果您真的想重现问题(尽管这不是这个问题的真正重点)，您需要考虑程序的复杂性。这是一个非常简化的示例，优化器有时不会删除指针分配。隐藏 &m_data背后的功能似乎“帮助”。

    编辑:

    问:我怎么知道编译器正在将其优化为类似于提供的示例？

    答:我不太擅长阅读汇编程序，但是我已经看过它并进行了 3 次观察，这让我相信它的行为方式是这样的:
  • 一旦优化开始(添加更多赋值通常可以解决问题)，指针赋值就没有关联的汇编语句。它也没有被移到声明中，所以它似乎真的没有初始化(至少对我来说)。
  • 在程序崩溃的情况下，调试器会跳过赋值语句。如果程序运行没有问题，调试器就会停在那里。
  • 如果我看pData的内容以及m_data的内容在调试时，它清楚地显示了if 中的所有赋值-branch 对 m_data 有影响和 m_data接收正确的值。指针本身仍然指向它从一开始就具有的相同的未初始化值。因此我必须假设它实际上根本没有使用指针来进行分配。

    • 问:它与 i(循环展开)有什么关系吗？

    答:不，实际程序实际上使用 do { ... } while() 来循环 SQL SELECT-resultset，因此迭代计数完全特定于运行时并且无法由编译器预先确定。

    最佳答案

    对我来说，它确实看起来像是一个错误。优化器可以消除不必要的重定向，但不应消除对 pData 的分配。 .

    当然，您可以通过分配给 pData 来解决该问题。在循环之前(至少在这个简单的例子中)。我认为您的实际代码中的问题并不容易解决。

    关于c++ - 优化器错误或编程错误？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/16153748/

    amp43codepDatam_datac++visual-c++optimizationvisual-studio-2012

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