是否有 C++ 编译器选项允许积极删除所有函数调用并将参数传递给具有空主体的函数？

Question

#include <iostream>

int ExpensiveFunction() {
    // Do expensive calculation
    // ...

    std::cout << "You shouldn't see this!" << std::endl;

    return 42;
}

void print(int num)
{

}

int main()
{
    print(ExpensiveFunction());
    return 0;
}

我希望编译器识别出 print 是一个空函数，从而完全删除语句的打印调用和参数评估：

print(ExpensiveFunction());

但是，无论我使用哪种优化设置（使用 MSVC），它都将始终执行昂贵函数的计算。

我认识到删除对 ExpensiveFunction 调用的优化可能是一种破坏性优化，但我觉得这应该是可能的，而无需将 print 转换为将在最优化配置中编译出的宏。

是否有可能指导任何 C++ 编译器来执行此操作？

编辑：我添加了一个 std::cout 语句

Answer 1

是否有可能指导任何 C++ 编译器来执行此操作？

可能不是直接的 - 这是一个实施质量问题。

Clang 和 GCC（对于最近测试的版本）都使用标准的-O3标志执行此操作。 实际上，他们甚至使用-O1和-O2做到这一点......你必须完全禁用优化才能让他们发出对ExpensiveFunction的调用。

对 x64 MSVC 19.24 的快速尝试表明它也将优化调用，至少使用/O2 。

此处列出了MSVC 命令行选项。

GCC 命令行选项在手册中，特定于优化的选项在这里。

一般来说，你可以看到几种不同的编译器同时做相同的代码与马特Godbolt的编译器资源管理器，像这样。

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请注意，这只是测试您的示例代码 - 如果ExpensiveFunction具有可观察到的副作用，优化器将无法删除它。

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编辑所以事实证明ExpensiveFunction确实有可观察到的副作用。

我认识到消除对 ExpensiveFunction 调用的优化可能是一种破坏性优化，

没有“破坏性优化”这样的东西。 优化是在不改变功能特性的情况下改进程序的非功能特性（通常是性能或大小）的东西，这些特性被明确定义为可见的副作用。

让我们考虑您的标题，更正以匹配问题的主体：

是否有 C++ 编译器选项允许积极删除所有函数调用并将参数传递给具有非空主体的函数？

如果编译器可以自由地通过丢弃那些需要时间的东西来加速你的代码，即使它们具有外部可观察的效果，生活就变得非常简单：它可以将每个程序替换为

int main() {}

并称之为“破坏性优化”。 这是您更正标题的正确解决方案，对吗？

...但我觉得这应该是可能的，而无需将 print 转换为将在最优化配置中编译出来的宏。

您也可以使ExpensiveFunction的主体有条件，例如，如果它确实是调试输出，您想在某些构建中禁用其可观察的副作用

int ExpensiveFunction() {
    #ifndef DEBUG
    // Do expensive calculation
    // ...

    std::cout << "You shouldn't see this!" << std::endl;
    #endif
    return 42;
}

但是禁用具有可观察到的副作用的代码必须始终在您的手动控制之下，除非您对我上面的额外简化的整个程序优化感到满意。

Answer 2

对于 GCC 和 Clang，您可以使用__attribute__((pure))向编译器保证ExpensiveFunction()没有任何副作用，如果不使用其结果，则可以省略。 在一些简单的情况下，这些编译器无论如何都可以弄清楚函数的纯洁性，但是使用属性可以让您在更复杂的情况下以及在其他翻译单元中定义的函数中获得这种效果。

不幸的是，MSVC 没有我所知道的任何等效设施。 有关更多信息，请参阅不同编译器中的 pure/const 函数属性。

Answer 3

对于 MSVC，您需要/O2 （优化）、 /GL + /LTCG （链接时代码生成）和/OPT:REF （消除从未被引用的函数和数据）。