Question

考虑以下两个功能：

std::pair<double,Vector> myMatrixOperation1(Matrix const& A, Vector const& V) {
    Vector AV = A*V;
    double norm_A_V = std::sqrt(dot(V,AV));

    return make_pair(norm_A_V,AV);
}

std::pair<double,Vector> myMatrixOperation2(Matrix const& A, Vector const& V) {
    return make_pair( norm(V,A) , A*V );
}
double norm(Vector const& V, Matrix const& innerProductMatrix) {
    double norm_A_V = std::sqrt(dot(V,innerProductMatrix*V));
}

他们显然做了同样的事情，除了Matrix-Vector产品保证在第一个函数中只计算一次。

然而，第二个函数更具可读性，因为为了完全分离关注点而对其进行了重构：关于任意内积的向量范数的概念被抽象为一个单独的函数。

现在的问题是，如果没有任何优化，Matrix-Vector产品现在会被计算两次。

我的问题如下：编译器智能是否只计算一次Matrix-Vector产品？如果是的话，我需要做什么？

我想至少我需要内联norm（）函数。另外，关于operator *（Matrix const＆amp; A，Vector const＆amp; V），是否有任何帮助的懒惰评价？（旁注：我使用的是特征库）

注意：我知道类似的问题：Will the compiler optimize repeated math computations?。但请注意，我的问题对于编译器来说更难，因为operator *（Matrix const＆amp; A，Vector const＆amp; V）不是内置的，因此编译器应该需要一些保证

修改

在进一步考虑维基百科（http://en.wikipedia.org/wiki/Optimizing_compiler）的引用之后：

例如，在某些语言中，不允许使用函数副作用。因此，如果程序对同一个程序进行多次调用函数具有相同的参数，编译器可以立即推断函数的结果只需要计算一次。在语言中在允许功能产生副作用的地方，另一种策略是可能。优化器可以确定哪个函数没有边效果，并限制这种优化免费副作用功能。此优化仅在优化程序具有时才可用访问被调用函数。

似乎编译器可以用第一个提供的操作符+纯粹替换第二个函数（即：没有副作用）。根据{{3}}，在C ++中，通过告诉编译器函数是constexpr，只有constexpr函数调用，并且有const参数，可以保证编译器的纯度。所以我认为只要满足一些要求，编译器就有可能保证这样的优化。此外，请注意，在C ++ 14中，对constexpr函数的限制已经大大减少了

Answer 1

如果速度优化在此代码中很重要，我根本不会依赖编译器行为。

即使一个聪明的编译器发现了这个技巧（我在这里怀疑，因为这会涉及相当多的语义洞察力 - 使内联函数可能暗示编译器），你无法保证其他编译器会看到它。即使是同样的未来版本！

经常出现这种数值算法依赖于中间结果的重用。如果您明确表示您保留结果以供日后使用，我认为没有可读性问题。代码紧凑性并不总是意味着代码可读性。

重复相同计算的优化

1 个答案: