使用-O3编译时的不同评估

Question

下面的代码在使用g++ -O3 ..编译和不使用-O3编译时具有不同的行为。

我知道updateError不会返回任何内容，这会导致未定义的行为。我不明白的是，如果使用-O3编译，error在循环中被设置为零，if(error > eps)的计算结果为false，而在while()语句中它的计算结果仍然为true。。

我还尝试将其更改为do{}while()循环，在这种情况下，它也适用于-O3...

#include <stdio.h>


using namespace std;


double updateError(){
    printf("updating Error\n");
}

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

    double eps = 1.e-10;
    double error = 2*eps;
    int iter = 0;

    while(error > eps){
        error = updateError();
        iter++;
        printf("Error on iteration %i: %.20e\n", iter, error);
        if(error > eps) printf("error bigger\n\n");
        else printf("error smaller\n\n");
        if(iter == 5){
            printf("not converged in 5 iterations!!\n");
            break;
        }
    }
    return 0;
}

-O3的控制台输出：

updating Error
Error on iteration 1: 0.00000000000000000000e+00
error smaller

updating Error
Error on iteration 2: 0.00000000000000000000e+00
error smaller

updating Error
Error on iteration 3: 0.00000000000000000000e+00
error smaller

updating Error
Error on iteration 4: 0.00000000000000000000e+00
error smaller

updating Error
Error on iteration 5: 0.00000000000000000000e+00
error smaller

not converged in 5 iterations!!

不带-O3的控制台输出：

updating Error
Error on iteration 1: 6.92743341769227318242e-310
error smaller

Answer 1

我知道updateError没有返回任何东西，这可能导致未定义的行为。

没有“能”这个词。您的代码具有未定义的行为。句号。

在调试构建时，编译器会做一些额外的工作来增强调试器的使用。这可以是初始化变量之类的事情，而实际上它们并不是必须的。这样的开销在优化的构建中是不存在的。不管怎么说，如果你想知道为什么会得到这样的结果，你应该看看程序集。只需知道UB就是UB，所以您不能保证第二天使用相同的编译器会得到相同的结果。

我不明白的是，如果用-O3编译，那么在循环中错误被设置为零，如果(

> as )被计算为false，而在while()语句中它仍然被计算为true。。

请注意，您编写的代码不会逐行转换为CPU的指令。编译器相当聪明，在as-if规则下应用所有类型的转换。只要可观察到的行为是相同的，编译器就可以将您的代码转换为与简单的逐行转换完全不同的代码。然而，如果你的代码有UB，那么它就不是有效的c++代码，得到不同的输出和相同的变量也就不足为奇了。