如何在 C 中強制執行語句順序以實現準確的時序測量？

在C 執行語句順序：全面探索

問題：

問題：

在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些🎜>在某些場景下，即使在C 中使用最佳化時，保持語句執行的特定順序也至關重要。這是由於編譯器能夠對語句重新排序以提高效能的能力。

請求：

為了解決此問題，開發人員尋求可以強制執行嚴格排序的工具或機制的

回應：

基本挑戰：

• 僅透過語言功能或編譯器指令強制執行固定順序在C 中本質上是具有挑戰性的。這是由C 中最佳化的基本性質引起的：
• 算術運算的重新排序：編譯器可以自由地對具有明確定義的語義的操作進行重新排序，例如整數加法。這是因為這些操作沒有可觀察到的副作用。

最佳化障礙缺失：C 缺少可以阻止語句重新排序的操作或指令。

替代方法：

儘管有限制透過修改編譯器的行為，有一些實用的技術可以在對某些數學運算進行計時時實現所需的行為：

資料箝制：

• 透過同時建立輸入和輸出資料對於最佳化器來說是不透明的，因此可以可靠地測量計算時間，同時仍允許在計算本身內進行最佳化。這涉及：
• 將輸入資料標記為不可見：在函數中使用低階彙編程式碼將輸入標記為不可最佳化。
• 將輸出資料標記為不可見： 類似地，將計算結果標記為不可最佳化。

測量執行時間：精確測量輸入和輸出資料標記之間的時間。

微基準測試庫：

Google Benchmark 等函式庫提供以下功能DoNotOptimize，可用於實作資料箝制。透過將關鍵計算封裝在這些函數中，開發人員可以確保一致的執行順序。

範例：

以下程式碼示範如何使用DoNotOptimize 來計時執行一個簡單的數學運算：

透過使用DoNotOptimize 來保護DoNotOptimize輸入和輸出資料免受最佳化，我們可以確保時間測量準確地反映了foo() 函數的執行時間。

結論：

雖然僅透過C 語言功能強制執行固定語句順序是不可行的，但將資料箝制技術與微基準測試庫結合使用，提供了一種穩健的方法來一致地測量此類場景中的執行時間。

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