Question

编译器是否有权甚至能够优化算术运算，其中一方是整数类型，而另一方是浮点数？或者，在100％的情况下执行操作之前，整数是否会被提升为浮点数？

我问的原因是因为我喜欢为了清晰起见而自己执行浮动促销，但如果它保留了编译器可以利用的情况，我可能会停止这样做。

Answer 1

如果编译器可以优化float和整数之间的加法，例如优化3.f + 1到4而不是在运行时执行加法，我会期望转换的存在对编译器是否可以优化没有影响。

这是一个基于现代编译器工作方式而非逻辑必然性的一般性陈述。在编译器认识到可以优化某些f + i的情况下，某些float f和某些整数i（可能是常量或表达式，而不仅仅是标识符），然后{ {1}}在编译器的分析中应该是等效的，并且应该接收相同的优化。

理解其原因的一种方法是，在解析f + (float) i时，编译器将识别出f + i必须转换为i，并且它将在其内部表示中构造程序，获取float的语句，获取f，将i转换为i，然后添加它们。在分析float时，将构造相同的内部表示，因此这两个语句将是等效的。

那就是说，我希望编译器可以优化的情况可能相当有限。编译器可以识别特定情况，例如添加两个常量，将f + (float) i零添加到整数，以及将整数0添加到float。有时编译器可能能够推导出float和f的值，即使它们是表达式或标识符，而不是常量，因为先前代码的流量必然产生一些值，然后它可能能够根据推导出的值进行优化。

因此，可以识别特殊情况。我不希望编译器通常能够将i转换为任何类型的优化比特，它比浮点数（或编译器通常使用的任何指令）更快。但是，从理论上讲，它可能会发生，如果是这样，设计良好的编译器应该优化f + i与f + i相同。（也许有一些C实现在软件中支持浮点支持而不是硬件，它可以以比添加两个浮点值的更快的方式处理浮点值和整数的添加。）

Answer 2

我很好奇，所以我做了一些快速测试，并且我观察到了以下行为：

这段代码的执行时间是：

for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) {
    f = f + 1;
}

没有-O2标志： 2156.25 ms
使用-O2标志： 953.125 ms

通过浮动促销：

for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) {
    f = f + (float)1;
}

没有-O2标志： 2156.25 ms
使用-O2标志： 968.75 ms

这只是一种情况。当然，这不是检查的最佳方式，我确信编译器可以根据情况做得更好或更差，但我观察到与O2优化的时间有点不同。

**在c ++ 11中运行。 CPU架构：AMD64 **

C ++：编译器是否优化整数+浮点算术运算？

2 个答案: