治安官的奇怪行为

Question

我在尽我所能去理解警员。然而，我发现了一个我无法真正解释的问题(我不理解编译器对这段代码的决定)。这段代码是用X86-64 gcc 7.2上的-O3标志编译的，C++17是它的std标志(我在编译时使用了godbolt.org )

取此代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

template <size_t N>
class constexpr_sum_array_compile_time
{
    public:
        inline constexpr constexpr_sum_array_compile_time ()
        {
            start_arr();
            sum();
        }

        inline constexpr void start_arr()
        {
            for (int i = 0; i<N; ++i)
            {
                m_arr[i] = i;
            }
        }

        inline constexpr void sum()
        {
            m_sum = 0;

            for (int i = 0; i<N; ++i)
            {
                m_sum += m_arr[i];
            }
        }

        constexpr int sum_res()
        {
            return this->m_sum;
        }

    private:
        int m_arr[N];
        int m_sum = 0;
};

#define NUMBER (4)

int main()
{
    return constexpr_sum_array_compile_time<NUMBER>().sum_res();
}

简而言之，这是一个constexpr类，它创建一个给定大小的数组，然后用增量值对数组进行求和(arr = 0，arr1 = 1，arr2 =2.compile_time上的arrn = n) (至少这是我希望它做的)。如果“数字”定义在范围内：{0 <=编号<= 4或8 <= NUMBER <= 71 }，则该类将被完全优化，并且只返回一个值(与预期一样)。

不过！如果数字在范围内：{5 <=号码<= 7或数字>= 72}，则编译器无法优化返回值。怎么会这样?这些价值观有什么特别之处？您可以在godbolt.org上检查优化，它在编译时显示原始程序集。

解出

看来，我需要创建一个变量，该变量包含constexpr的关键字，以便编译器能够在编译时计算它。新的守则是：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

template <size_t N>
class constexpr_sum_array_compile_time
{
    public:
        inline constexpr constexpr_sum_array_compile_time() : m_arr(), m_sum(0)
        {
            start_arr();
            sum();
        }

        inline constexpr void start_arr()
        {
            for (int i = 0; i<N; ++i)
            {
                m_arr[i] = i;
            }
        }

        inline constexpr void sum()
        {
            m_sum = 0;

            for (int i = 0; i<N; ++i)
            {
                m_sum += m_arr[i];
            }
        }

        inline constexpr int sum_res()
        {
            return this->m_sum;
        }

    private:
        int m_arr[N];
        int m_sum;
};

#define NUMBER (6)

int main()
{
    constexpr auto res = constexpr_sum_array_compile_time<NUMBER>().sum_res();
    return res;
}

现在，无论我写什么数字(甚至100000)，它都显示在编译时优化和计算的值！

Answer 1

与您的预期相反，您的类不是constexpr (也不是用于constexpr表达式中)。

constexpr auto res = constexpr_sum_array_compile_time<NUMBER>().sum_res();

会告诉你你有不同的错误。

所以，使用程序集所观察到的只是常规的优化。