优化乘以零

Question

我在一些Fortran代码中有以下行：

acc = acc + DRSite_t(u, k, s) * Exp(-(max(0.0_dp, t1 - real(s, dp)) / TAT(ds, k)))

其中DRSite_t和TAT都是数组而不是函数。

显然，如果DRSite_t值为零，则不需要评估乘法运算符右侧的复杂计算。

现代编译器是否有可能接受并优化，或者我应该将其包装在if块中？

或者这是我应该吮吸它并看到的情况？如果这有任何区别，我会使用gfortran，但是如果不同的编译器会以不同的方式处理事情，那将会很有趣。

Answer 1

你的意思是，如果首先计算DRSite_t(u, k, s)，检查它是否等于0然后可能会跳过表达式的其他部分？

我很确定编译器不这样做。在很多情况下，它会导致很多减速而不是加速。分支真的很贵。

我甚至认为，如果你手工完成，它会更慢，除非经常出现0。但编译器没有理由假设0经常发生。

Answer 2

与往常一样，当浮点运算发生时，事情会变得有趣。在这种情况下，不确定0*expr是否等同于0。

在IEEE算术下考虑右侧表达式的可能性。我们可以得到：

• NaN结果，表示无限（符号）或NaN表达式;
• 结果-0，对于支持带符号的零的负有限表达式;
• 结果0，表示正有限值，或者当不支持带符号的零时的任何有限值。

对于前两个，可能会设置标志，这可能会导致停止。

此外，如果expr是函数引用，则该函数可能有副作用。

现在，在问题的情况下，程序员可能“知道”TAT（如果一个函数）没有副作用并且是（严格地）正值并且那里的取幂具有正的有限结果。编译器必须绝对确定，或者知道程序员不关心。

如果TAT(ds,k)无法证明（令编译器满意），那么在IEEE算法下，“优化”是错误的。

也就是说，编译器必须检查：

• 是DRSite_t(u, k, s)零;和
• 指数具有特殊值;和
• 任何功能参考都有副作用吗？

这是很多努力，在一般情况下是不可行的。

总而言之，如果您确定0*expr确实等同于0，则值得考虑跳过整个赋值语句;但这对你来说是一个勇敢的编译器。如果TAT是一个代价高昂且功能良好的函数，那么使这个条件赋值更好的最佳机会就是。