C ++ while循环优化不能正常工作

Question

我有这段代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char** argv)
{
    int a = argv[0][0];
    int b = argv[0][1];

    while ((a >= 0) &&
           (a < b))
    {
        printf("a = %d\n", a);
        a++;
    }

    return 0;
}

我用gcc-4.5 -02 -Wstrict-overflow=5编译它。

编译器向我大喊warning: assuming signed overflow does not occur when changing X +- C1 cmp C2 to X cmp C1 +- C2

这究竟是什么意思？

如果我是正确的，这个循环永远不会导致溢出，因为要增加a，它必须小于另一个整数。 如果它更大，则循环终止。

任何人都可以向我解释这种行为吗？

Answer 1

编译器正在进行优化以将a + 1 < b转换a < b - 1 。 但是，如果b是INT_MIN那么这将是下溢，这是行为的变化。 这是它的警告。

当然，您可能会说这是不可能的，但编译器的资源有限，无法对数据路径进行深入分析。

添加b >= 0的检查可以解决问题。

编辑 ：另一种可能性是它将a >= 0移动到循环外部，因为（假设没有溢出）它永远不会改变。 同样，该假设可能对所有输入都无效（即，如果b为负）。 您需要检查最终装配以查看它实际执行的操作。

Answer 2

C ++标准规定，如果有符号整数计算产生的结果超出了该类型的可表示范围，则行为未定义。 整数溢出是UB。 一旦UB发生，实施可以随意做任何事情。

许多编译器对UB不会发生的明确假设进行优化。 [或者，如果确实如此，代码可能是错误的，但这是你的问题！]

此编译器通知您它正在将此类优化应用于计算，在该计算中，无法通过分析代码确定UB未发生。

您的选择一般是：

1. 让自己满意UB不会发生，并忽略警告。
2. 允许UB发生并承担后果。
3. 重写代码，以便UB真的不会发生，编译器知道它不会发生，并且警告应该消失。

我会推荐最后一个选项。 a和b上a简单范围测试应该足够好。

---

我的猜测是编译器发出此错误，因为循环处理完全未知的值，并且它无法很好地分析数据流以确定UB是否可能发生。

我们凭借优越的推理能力可以说服自己UB不会发生，所以我们可以忽略错误。 事实上，仔细阅读错误信息可能会让我们询问它是否相关。 这两个常数值C1和C2哪里？

我们可能还会注意到a永远不会消极，所以为什么循环中的测试呢？ 我可能会重写代码以抑制错误，（但从经验来看，这可能是一个弄巧成拙的练习）。 试试这个，看看会发生什么（并避免不必要的括号杂乱）：

if (a >= 0) {
  while (a < b) {
    ...
    ++a;
  }
}

Answer 3

编译器警告你的是它假设在原始代码中没有发生签名溢出 。

警告并不意味着“我即将编写一个可能引入溢出的优化。”

换句话说，如果您的程序依赖于溢出（即不是高度可移植），那么编译器正在进行的优化可能会改变其行为。 （因此，请自行验证此代码不依赖于溢出）。

例如，如果你有“a + b> c”，并且你依赖于这个测试在+ b算术环绕时失败（典型的二进制补码行为），那么如果这恰好被代数转换为“a> c - b“，那么它可能会成功，因为c - b可能不会溢出，并产生小于a的值。

注意：只有C程序可以调用未定义的行为。 当编译器不正确时，它们是“不合格的”。 如果编译器符合（C标准）符合代码的错误，编译器只能是不符合（对C标准）。 改变正确的可移植行为的优化是不合格的优化。