為什麼編譯器最佳化會破壞這個 64 位元整數交換程式碼？

記憶體操作程式碼中的最佳化陷阱

在最近的一次講座中，提出了一種編碼結構，該結構在啟用最佳化時會導致意外行為。程式碼嘗試交換 64 位元整數中的 32 位元字。

<br>內聯u64 Swap_64(u64 x)<br>{<pre class="brush:php;toolbar:false">u64 tmp;
(*(u32*)&tmp)       = Swap_32(*(((u32*)&x)+1));
(*(((u32*)&tmp)+1)) = Swap_32(*(u32*) &x);

return tmp;

}

最初解釋為🎜>最初解釋為🎜>最初解釋為🎜>最初解釋為🎜>最初解釋為🎜>最初解釋為編碼風格問題，講師聲稱優化會使程式碼無效。此行為的原因受到質疑。

違反嚴格的別名規則

問題的原因在於違反嚴格的別名規則。這些規則規定只能透過相容類型的指標存取記憶體位置。在給定的程式碼中，透過不同類型的指標存取 64 位元整數中的 32 位元字違反了此規則。

別名和未定義行為

假設不同類型的指標之間沒有別名，允許編譯器基於嚴格的別名規則進行最佳化。因此，對臨時變數 tmp 的賦值被視為不必要，從而不會修改 x。

理解嚴格別名

要解決此問題，需要深入了解嚴格的別名是至關重要的。 C99 標準在第 6.5 節第 7 段定義了嚴格的別名。此規則可確保只能透過與其有效類型相容的表達式來存取物件的儲存值。

替代解決方案

為了解決這個最佳化陷阱，有許多解決方案。一種方法是透過聯合使用類型雙關。這種技術允許多種資料類型共享相同的記憶體空間，而不違反別名規則。

總之，最佳化可以深刻地影響程式碼行為。理解嚴格別名等概念對於避免應用優化時出現意外後果至關重要。

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