如何確保C語言的語句執行順序，防止最佳化造成的錯誤？

確保C 語言中的語句順序

背景：

背景：

強制語句的特定執行順序當程式行為取決於精確的計時或初始化順序時，C 語言至關重要。然而，C 的激進最佳化技術，特別是在最佳化等級 2 (-O2) 上，可能會對語句重新排序，可能會擾亂預期的執行。

問題陳述：

auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
foo();                  // Statement 2
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

假設我們有一系列必須以特定順序執行的語句，例如：

foo();                  // Statement 2
auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

編譯器可能會最佳化通過推測語句 2獨立於其他語句並按以下方式重新排序來修改代碼：

此重新排序可能會導致不正確的時間測量。

解：

1。依賴未定義的行為：

C 標準沒有定義發生未定義行為時程序的行為。因此，某些編譯器可能會提供選項來防止可能導致未定義行為的最佳化，例如存取未初始化的記憶體。但是，通常不建議依賴未定義的行為。

2.使用記憶體屏障：

記憶體屏障，例如 std::atomic_thread_fence，可以防止編譯器跨屏障重新排序某些類型的記憶體操作。然而，它們通常無法有效地防止算術和邏輯運算的重新排序。

3.外部工具：

外部工具，例如 Valgrind 的 Memcheck，可用於偵測和報告編譯器以意外方式重新排序語句的情況。然而，這些工具無法從一開始就阻止重新排序。

4.不透明資料結構：

強制執行不透明存取的資料結構可以防止編譯器最佳化涉及結構資料的某些操作。例如，基於句柄的資料結構需要明確操作來存取底層數據，如果這些操作未以允許編譯器查看句柄的方式實現，則可能會阻止重新排序。

5 。編譯器內在函數：

有些編譯器提供允許程式設計師明確控制記憶體存取或指令執行順序的內在函數。例如，Intel 的 _mm_sfence 和 _mm_lfence 內在函數可用於在 x86 彙編程式碼中建立記憶體柵欄。

6.微基準測試技術：

在執行微基準測試時，特定操作的精確計時至關重要，因此採用防止編譯器最佳化測量操作的技術非常重要。這通常涉及使用不透明的資料結構並確保輸入和輸出資料不會暴露給優化器。

結論：

在 C 中強制執行語句順序可能具有挑戰性由於編譯器的積極最佳化技術。雖然有一些可用的技術，包括不透明資料結構、編譯器內在函數和微基準測試技術，但仔細考慮編譯器最佳化對程式正確性的潛在影響非常重要。

以上是如何確保C語言的語句執行順序，防止最佳化造成的錯誤？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！