Question

我试图使用（大型）结构数组，每个结构只包含一个小std::array。特别是K == 1案例应该得到很好的支持（见代码）。但是，在大多数情况下，GCC似乎无法正确优化这些阵列，尤其是在使用基于范围的数据时。 Clang生成的代码我不能完全理解，但似乎已经很好地优化了（并且使用了SSC，而GCC没有这样做。）

#include <vector>
#include <array>

template<int K>
struct Foo {
    std::array<int, K> vals;

    int bar() const {
        int sum = 0;
#if 0 // Foo Version A
        for (auto f : vals)
            sum += f;
#else // Foo Version B
        for (auto i = 0; i < K; ++i)
            sum += vals[i];
#endif
        return sum;
    }
};

int test1(std::vector<Foo<1>> const& foos)
{
    int sum = 0;
    for (auto const& f : foos)
        sum += f.bar();
    return sum;
}

// Version C
int test2(std::vector<std::array<int, 1>> const& foos)
{
    int sum = 0;
    for (auto const& f : foos)
        for (auto const& v : f)
            sum += v;
    return sum;
}

// Version D
int test3(std::vector<std::array<int, 1>> const& foos)
{
    int sum = 0;
    for (auto const& f : foos)
        for (auto i = 0; i < f.size(); ++i)
            sum += f[i];
    return sum;
}

Godbolt Code，gcc 7.2，标记-O2 -std=c++11 -march=native。较旧的gcc版本表现相似。

如果我没有弄错，那么所有四个版本都应该具有相同的语义。

此外，我希望所有版本都能编译成大约相同的程序集。程序集应该只有一个常用的条件跳转（用于迭代向量）。

但是，会发生以下情况：

版本A（基于范围的，array-in-struct）：3个条件跳转，一个用于处理零长度向量。然后一个为矢量（这没关系）。但是然后另一个迭代数组？为什么？它具有恒定的大小1.
版本B（手册for，array-in-struct）：这里，GCC实际上认识到长度为1的数组可以优化，装配看起来很好。
版本C（基于范围的直接数组）：数组上的循环没有被优化掉，所以循环再次进行两次条件跳转。另外：这个版本包含更多我认为需要的内存访问。
版本D（手册，直接阵列）：这是唯一一个看起来很健康的版本。 11条说明。

Clang创建了更多的汇编代码（相同的标志），但它对于所有版本几乎相同，并且包含大量循环展开和SSE。

这是与海湾合作委员会有关的问题吗？我应该提交错误吗？这是我应该/可以修复的C ++代码中的东西吗？

编辑：由于版本B中的修复而更新了godbolt网址。行为现在与版本D相同，这使得这是一个纯粹的手动版本与范围问题。

GCC，std :: array和for {range}-based for

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