为什么提高优化级别会停止 Swap_64 函数？

优化陷阱：为什么当优化级别提升时函数 Swap_64 会停止

在最近的一次大学讲座中，一个名为 Swap_64 的函数被提出，其目的是通过操作 32 位段来交换 64 位值。然而，当优化级别提高时，我们发现该函数的行为异常。

理解优化问题

Swap_64 函数，如所写，涉及强制转换一个无符号 64 位整数到两个无符号 32 位整数的数组。这种方法违反了严格的别名规则，该规则禁止通过不同类型的指针访问对象。在这种情况下，通过指向 32 位整数数组的指针访问 64 位整数被认为是不安全的。

根据严格别名，编译器假设不同类型的指针不会指向同一内存地点。这允许在假定别名内存是独立的情况下进行积极的优化。

违规的后果

在 Swap_64 函数中，允许编译器优化给临时变量 tmp 赋值。这是因为它假设用于访问 64 位整数及其 32 位段的指针不会互相别名。

通过允许此优化，编译器有效地删除了负责交换位的代码。因此，当优化级别较高时，Swap_64 函数似乎不会执行任何操作，因为位操作分配已被优化掉。

避免未定义的行为

要解决即使在高优化级别下，为了解决这个问题并确保正确的行为，避免违反严格的别名规则至关重要。这可以通过使用联合来实现，它允许不同的类型占用相同的内存位置。

结论

理解严格的别名规则对于避免未定义至关重要由编译器优化引起的行为。通过确保仅通过兼容类型访问对象，开发人员可以防止可能阻碍程序运行的优化。所提供的解决方案中展示的联合方法即使在激进的优化设置下也是保证正确性的有效方法。

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