编译器如何优化这段代码

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考虑以下循环：

unsigned long x = 0;
for(unsigned long i = 2314543142; i > 0; i-- )
    x+=i;
std::cout << x << std::endl;

当我正常编译时，执行此循环大约需要6.5秒。但是，当我使用-O3优化进行编译时，循环将在10 ^ -6秒内执行。这怎么可能？编译器肯定不知道x的封闭形式表达式...

西蒙

如果启用了优化功能，则您不必真正了解汇编程序就可以知道编译器在编译时确定x的值。

我稍加修改了您的代码，以能够使用在线工具Compiler Explorer，将更std::cout << x << std::endl改为extern unsigned long foo;和foo = x;。并不是必须的，但是可以使输出更整洁。

与-O2一起编译：

test():
        movabs  rax, 2678554979246887653
        mov     QWORD PTR foo[rip], rax
        ret

用-O0编译：

test():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-8], 0
        mov     DWORD PTR [rbp-16], -1980424154
        mov     DWORD PTR [rbp-12], 0
        jmp     .L2
.L3:
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-16]
        add     QWORD PTR [rbp-8], rax
        sub     QWORD PTR [rbp-16], 1
.L2:
        cmp     QWORD PTR [rbp-16], 0
        setne   al
        test    al, al
        jne     .L3
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     QWORD PTR foo[rip], rax
        leave
        ret

另外：由于i >= 0输出的原因，具有未定义行为的代码的第一个修订版：