Question

在Java，C或C ++中，如何编写未优化的代码以编程方式计算10个整数（从0到9）的总和？

例如，我使用下面的代码，但似乎两个代码（标记为// Baseline和// Method＃1的代码）在编译时由编译器优化，并且总变量转换为常量在运行之前。我通过比较相似的time1和time2确认了这一点。

我的问题是：

以编程方式，如何对10个数字求和并强制编译器不优化代码（例如，没有常量传播/折叠）以避免在编译时计算总和，并且强制它仅在运行时发生< /强>

long start, end, time1, time2, total; //Baseline start = System.nanoTime(); total = (0+1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9); end = System.nanoTime(); System.out.println("********************* The sum is " + total); time1 = end - start; System.out.println("********************* start=" + start + " end=" + end + " time=" + time1); //Method #1 start = System.nanoTime(); total = (a0() + a1() + a2() + a3() + a4() + a5() + a6() + a7() + a8() + a9()); end = System.nanoTime(); System.out.println("********************* The sum is " + total); time2 = end - start; System.out.println("********************* start=" + start + " end=" + end + " time=" + time2); } private int a0() { return 0; } private int a1() { return 1; } private int a2() { return 2; } private int a3() { return 3; } private int a4() { return 4; } private int a5() { return 5; } private int a6() { return 6; } private int a7() { return 7; } private int a8() { return 8; } private int a9() { return 9; }

更新要求：

（1）仅适用于使用Dalvik编译器的Java

（2）只有原始变量，但嵌套函数（方法）是可以接受的

（3）没有波动

（4）没有循环，跳转或等待陈述

顺便说一句，我尝试了下面建议的C和C ++建议，但是它们似乎不适用于Dalvik编译器，它将加法表达式转换为常量。

Answer 1

只需在编译时禁用优化，就可以很容易地在C中执行此操作。参加这个C程序：

stations

使用#include <stdio.h> int main(int argc, char *argv[]) { int sum = 0; for (int i = 0; i < 10; i++) { sum += i; } printf("%d\n", sum); return 0; }进行编译。 gcc -O0 program.c告诉GCC不要优化您的代码。如果你看看输出的程序集（可以通过添加-O0作为编译参数来完成），你可以看到它确实是前10个数字的总和：

-S

您可以看到片段末尾的跳转回到循环的开头，并在循环开始时看到条件跳转以检查... LBB0_1: ## =>This Inner Loop Header: Depth=1 cmpl $10, -24(%rbp) jge LBB0_4 ## BB#2: ## in Loop: Header=BB0_1 Depth=1 movl -24(%rbp), %eax addl -20(%rbp), %eax movl %eax, -20(%rbp) ## BB#3: ## in Loop: Header=BB0_1 Depth=1 movl -24(%rbp), %eax addl $1, %eax movl %eax, -24(%rbp) jmp LBB0_1 ...。如果您查看优化的汇编代码（使用i < 10进行编译），您可以看到GCC展开循环并在编译时计算总和：

gcc -O3 -S program.c

我不知道你为什么要这样做。

Answer 2

您可以使用数组（Java中的对象类型），然后在Java 8+中使用IntStream.sum()。像，

int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
int sum = IntStream.of(arr).sum();

或

int sum = IntStream.range(0, 10).sum();

Answer 3

godbolt是一个非常酷的在线C ++编译器，可以方便地显示汇编输出。我尝试了gcc，clang和icc，所有这些都将Angular源代码优化为编译时结果，即使在1 + 2 + 3...，但如果你编码like this：

-O0

...你可以得到这样的输出（在这种情况下是GCC 5.3.0）......

// Type your code here, or load an example.
int main()
{
    register int sum = 1;
    sum += 2;
    sum += 3;
    sum += 4;
    sum += 5;
    sum += 6;
    sum += 7;
    sum += 8;
    sum += 9;
    return sum;
}

显然，每个添加都是单独完成的。这也避免了循环控制的开销，如果你引入了一个仅在运行时已知的边界的for循环，你就会有这种开销。

不过，这是什么意思？在给定相同数量的运行时已知变量的情况下，无法保证编译器将生成类似的程序集....

Answer 4

你想要的是易变 ....

#include <stdio.h>

int main ( void ) {

    volatile int n = 0;

    n += 1; n += 2; n += 3; n += 4; n += 5;
    n += 6; n += 7; n += 8; n += 9; n += 10;
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

[编辑] 添加似乎发生在寄存器中，但每次添加有两个动作：

    movl    -4(%ebp), %eax
    addl    $2, %eax
    movl    %eax, -4(%ebp)

以编程方式，如何编写未优化的代码来计算10个整数的总和？

4 个答案: